JPH0219073A - ビデオ信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２つの信号を合成する信号処理装置であって
１合成される信号の振幅に従って適応的に制御されるビ
デオ信号処理装置に関する。

発明の背景 例えば、ビデオ信号処理システムにおいて１個個の信号
成分の実効周波数応答特性を強調することが望ましい。

この強調は、遷移に関して信号を検査し、遷移に比例す
る信号を発生し、こうして発生された信号と元の信号と
を合成し、遷移時間を減少させるか、もしくは遷移に直
に隣接する信号を増大させる（ピーク化する）方法で達
成することができる。

従来のテレビジョン受像機におけるピーキングは、一般
に、ビデオ信号の同期成分の検出に絞込て実行される。

しかしながら１強調機能を含んでいる現在の受像機にお
いては、同期成分を検出する前にピーキングを実行する
方がより経済的である。このような構成の場合、ピーキ
ング処理された信号は、水平同期の先頭の振幅に匹敵す
る振幅を有する部分を含んでいる。これらの部分によシ
同期成分の検出器は識別することができず、処理システ
ムに望ましくない影響が発生する。

発明の概要 本発明は、第１の信号と第２の信号（例えば。

ビデオ信号とピーキング信号）を適応的に合成する回路
に関する。第１の信号と第２の信号は、第１および第２
の信号の組み合せが１つの極性方向において予め定めら
れる振幅を越える振幅を有する時を示す制御信号を発生
する比較手段に結合される。制御信号が存在しないとき
、第１および第２の信号は合成される。制御信号が存在
するとき。

第１の信号は、第１の信号に関係のある別の信号と合成
される。

実施例 本発明は、アナログ信号もしくはディジタル信号の何れ
でも実施することができるが、並列ビットのサンプル・
データから成るパルス符号変調信号１例えば、２の補数
サンプルの表現形式で説明する。説明の便宜上１選択さ
れた手段は処理された画像の垂直デテールを強調するテ
レビジョン受像機における回路である。

第１図において、回路要素を相互接続する細い線は並列
ピントのノ゛々スであるものとする。第３図および第４
図において１回路要素を相互接続する太い線は並列ビッ
トのパスであシ、細い矢印は単一の導体接続線である。

ｘｉ図、第３図および第４図において、異なる処理遅延
を受ける各信号を時間的に正確に整合させるためには、
成る処理要素間に補償用の遅延要素が必要である。本発
明の説明を簡単化するために、この種の遅延要素は省略
されているが、ビデオ信号処理の技術分野における当業
者には、このような補償用遅延がどこで必要とされるか
は容易に分る。

第１図に示す回路は、複合ビデオ信号のクロミナンス成
分とルミナンス成分とを分離するクロマダルマ分離回路
である。さらに、ルミナンス成分の垂直デテールを強調
する回路も含まれている。

第１図において、ベースバンドのアナログ複合ビデオ信
号は１例えば、チューナ回路（図示せず）から入力端子
１０に供給される。この信号はアナログ・ディジタル（
ＡＤ）変換器１２に結合され、そこでナイキスト（Ｎｙ
ｑｕｉａｔ　）のサンプリング基準を満たすのに十分な
周波数で複数ビットの２進サンプル、に変換される。

ＡＤ変換器１２からのサンノルは、低域通過フィルタ１
４、高域通過フィルタ３８および遅延要素１８に結合さ
れる。低域フィルタ１４は、複合ビデオ信号のクロミナ
ンス成分によって通常占有される周波数スにクトルにお
いて生じる信号の周波数を減衰させる。高域フィルタ３
８は、クロミナンス成分によって通常占有されるスペク
トルよシ低いところに生ずる信号周波数を減衰させる。

フィルタ３８（およびフィルタ４０と４４）はクロミナ
ンスの帯域通過フィルタである。あるいは、フィルタ３
８の濾波機能は、その入力に結合される信号から低域フ
ィルタ１４の出力を引くことによシ実現することもでき
る。この場合、フィルタ１４および３８は、相補的な周
波数応答特性を有する。

遅延要素１８は、１水平ライン周期だけサンプルを遅延
させ、低域フィルタ２０．高域フィルタ４０および遅延
要素３０に結合される出力を有する。遅延要素３０は、
１水平ライン周期だけサンプルを遅延させ、低域フィル
タ３２およヒ高域フィルタ４４に結合される出方を有す
る。高域フィルタ４０および４４は高域フィルタ３８と
同様のものであシ、低域フィルタ２ｏおよび３２は低域
フィルタ１４と同様のものである。フィルタ３８゜４０
および４４からの高域通過の濾Ｒと受けたサンプルは、
複合ビデオ信号のクロミナンス成分を発生するクロミナ
ンス分離回路４２に結合される。

クロミナンス分離回路４２は、１９８７年１月１３日に
、マクニーリイ（ＭｃＮｅｅｌｙ　）氏と７リング（Ｆ
ｌｉｎｇ　）氏に付与された米国特許第４，６３６，８
４０号あるいは１９７７年９月２０日にｏ　７　シ４　
（Ｒｏａｓｔ　）氏に付与された米国特許第４，０５０
，０８４号明細書に開示されている型式のものでよい。

フィルタ１４，２０および３２からの低域通過の濾波を
受けた複合ビデオ信号は、スケーリング回路１６，２２
および３４にょシ因数１／４　、１／２および１／４が
それぞれ掛けられる。重み付は回路２２からのスケール
化されたサンプルは、スケーリング回路１６および３４
からのスケール化されたサンプルの負数と合成回路２４
において合計される。回路２４から供給される合成信号
は、低周波のルミナンス成分の垂直方向の変化すなわち
ラインからラインへの変化と関係がある。合成回路２４
から供給される信号は非線形処理回路（ＮＬＰ　）２６
に結合される。非線形処理回路２６は幾つかの異なる機
能要素の中の１でよい。例えば１回路２６は予め定めら
れる最小の振幅を有する垂直遷移においてのみ発生する
ピーキング信号を発生するように微分器を含んでいる。

また回路２６は。

第１の振幅範囲における信号金心抜きし、第２の中間振
幅範囲における信号を増幅し、第３の大きな振幅範囲に
おける信号？減衰させる非線形の利得要素でもよい。こ
の後者の型式の装置は米国特許筒４，４２２，０９４号
明細書に開示されている。

非線形処理回路２６からの信号および遅延要素１８から
の遅延複合ビデオ信号は、信号合成回路（ＳＣＣ）　２
８において合成され、低周波の成分（垂直遷移に関連す
る）が強調された複合ビデオ信号？発生する。信号合成
回路２８からの信号およびクロミナンス分離回路からの
信号は、減算器３６に結合され、そこで複合ビデオ信号
からクロミナンス成分が引かれ、ルミナンス成分を発生
する。

減算器３６からのルミナンス信号は、処理回路３９およ
び同期分離回路３７に結合される。同期分離回路３７は
、ルミナンス信号から同期成分を抽出し、処理回路３９
および表示要素３８′の両方を適切に制御するのに必要
な信号を発生する。

クロミナンス分離回路４２からのクロミナンス信号は、
クロミナンス成分およびルミナンス成分を適切に条件づ
け１合成し１表示装置３８′ヲ駆動する信号を発生する
処理回路３９に結合される。

次に１本発明によって解決される問題点を強調するため
に特に示される三組の信号を示す第２図について説明す
る。図の左側の部分は、低域フィルタ１４．２０および
３２から得られる低周波の複合ビデオ信号の連続する４
本の水平ラインを表わすように意図された４つの波形で
ある。時間期間ＴＩは、各ライン期間における水平同期
信号の発生に対応する。ビデオ信号は、期間Ｔ２を除い
てラインからラインで同一であるものとする。ラインｎ
＋ｌおよびラインｎ＋２の発生の間において。

信号の変化が水平周期内の期間Ｔ２の間に発生する。こ
の変化は表示される画像中の垂直遷移を表わす。

任意の時点において、連続する３本のラインから得られ
る垂直方向に整合のとれた画素（ピクセル）を表わすサ
ンプルは、低域フィルタ１４゜２０および３２から出力
される。例えば、　ＡＤ変換器１２がラインｎ＋３ｆ現
在変換しているならば、フィルタ１４．２０および３２
（ｄ、それぞれラインｎ＋３．ｎ＋２およびｎ＋１から
の濾波済みのサンプルを現在発生している。要素１６．
２２および３４についてスケール因数の選択に因シ１合
成要素２４から供給される合成信号は、遅延要素１８か
ら供給される水平ラインに付随する垂直遷移に対応する
ように重み付けされる。

合成要素２４から供給される信号は、遅延要素１８から
の信号と信号合成回路２８によシ合成される。第２図の
中央に示す信号の組は１合成要素２４からの出力信号を
表わす。合成要素２４がら発生される信号は、信号合成
回路２８において合成される広帯域の複合ビデオ・ライ
ンに対応する複合ビデオ・ラインの低周波成分に隣接し
て示される。合成要素・２４からの信号は、ラインから
ラインでの差が発生する場合を除いて零の値である。

ライン期間の間における単一の遷移は、第２図に示すよ
うに、２つのライン期間に反映される。しかしながら、
３本もしくはそれ以上のラインに亘っての−様な変化は
、この種の変化の発生を示す信号を（合成要素２４の出
方から）発生しない。

第２図の右側に示す信号の組は１図の左側と中央に対し
て水平方向に隣接する信号の合計を表わす。第２図の右
側の信号の組において、ラインｎ＋２についての期間Ｔ
２の間１合成信号の振幅は期間Ｔ１における同期成分の
振幅に等しいことが分る。同期分離回路３７が、振幅の
関数として水平同期信号を検出しなければならないなら
ば１回路３７が必然的に期間Ｔ２１に間違って検出する
ことは容易に理解できる。

このような事態の発生を排除するために、あるいは回路
動作に影響を与えないようにするために。

信号合成回路（ｓｃｃ　）　２　ｓは、非線形処理回路
（ＮＬＰ　）　２６からの加法的信号によシ同期成分の
振幅範囲中にルミナンス信号が拡大しないように設計さ
れる。

第３図は、信号合成回路２８として構成される信号合成
回路の第１の実施例を示す。第３図において１例えば、
遅延要素１８からのビデオ信号はパス５０に供給され１
例えば、非線形処理回路２７からの強調信号はパス５８
に供給される。パス５０は加算器５７の第１の入力およ
び減算器５２０減数人力に結合される。源５３からの基
準値は減算器５２の被減数入力に供給される。この例で
は、基準値は黒レベルあるいはルミナンス信号がライン
期間の有効部分に得られる最も負の振幅に相当する。減
算器５２は、パス５０に供給される信号の反転信号に相
当し、基準値だけオフセットされている信号を発生する
。基準値が正であって、黒レベルに等しいとき、減算器
５２からの出力信号は黒レベルよシも更に正の入力信号
振幅に対しては負の値となシ、黒レベルに等しい入力信
号振幅に対しては零の値となシ、黒レベルはど正でない
入力信号振幅に対しては正の値となる。

減算器５２は、値のビットおよび負の出力値の出 とき論理ｔｖ１＊、正のキカ値のとき論理″′０”にな
るものと仮定される符号ビットを発生する。減算器５２
から供給される値のビットは、−群の２人力アンドグー
ト５４の互いに排他的な第１の入力端子に結合される。

符号ビットは群５４中の各アンドゲートの第２の入力に
結合される。アンドゲート５４は、減算器５２から供給
される負の差を通過させるが、正の差については、零の
値を供給するように符号ビットにより条件づけられる。

アント９ゲート５４から発生される値は、ゲート５４の
群中の１つのアンドゲートを通過するか。

あるいはアンドゲート中を通過する符号ビットを含んで
いる。何れの場合でも、アンドゲート５４から供給され
る信号は２の補数形式であることが望ましい。

アンドｒ−ト５４からの出力値は、第２の減算器５５の
被減数入力ポートおよびマルチプレクサ（■■）５６の
第１の入力ポートに結合される。

パス５８上の強調信号は、減算器５５の減数入力ポート
およびマルチプレクサ５６の第２の入力ポートに結合さ
れる。減算器５５がらの符号ビットを示す極性はマルチ
プレクサ５６の制御入力端子に結合される。マルチプレ
クサ５６の出力は加算器５７の第２の入力に結合される
。

減算器５５は、アンドｒ　−ト５４からの信号がパス５
８上の強調信号よシも更に負であるときは常忙負の値を
発生する。この条件が満たされると。

加算器５７においてパス５ｏ上の信号に加えられるとき
強調信号は合成信号の振幅を黒レベル以下に下げること
ができない。減算器５５の出力が正ならば、これはバス
５８上の強調信号とパス５゜上のビデオ信号の組み合せ
が不適当に結合し、黒レベルより更に負の振幅を発生す
る。従って、減算器５５が負の差を発生するとき、マル
チプレクサ５６はパス５８上の強調信号を加算器５７に
結合させるように条件づけられる。加算器５７の出力は
バス５８上の信号に従って強調されたビデオ信号である
。

また減算器５５が正の差を発生するとき、マルチグレク
？５６はアンドゲート５４からの信号？加算器５７に結
合させる。これは、アンドゲートによって実行される極
性判別により、パス５８上に負の値の信号についてのみ
起こる。アンピケ９−ト５４からの信号が負であって、
加算器５７でビデオ信号と合成されるとき１合成信号の
振幅は黒レベルにされる。その理由は、アンドゲート５
４からの信号がビデオ信号についてのＤＣオフセットさ
れた負の変形信号であることに因る。

アンドゲート５４からの信号がマルチプレクサ５６に直
接結合されるように示されている。別の実施例において
は、アンドゲートからの信号は。

例えば、ビットをシフトさせることによシスケール化さ
れたシ、あるいは他の方法で処理されたシする。

変調された副搬送波形式のクロミナンス成分であって、
複合信号の周波数通過帯域の全体より少ない帯域を占有
するクロミナンス成分を含んでいる複合信号を含ませる
ために／？ス５０からの入力ビデオ信号を考えてみる。

成る振幅信号の場合。

アンドダート５４０群から発生される差は副搬送波の交
互の半サイクルについて強調信号より大きく、またそれ
よシ小さい。この場合、マルチプレクサ５６を制御する
符号ビット信号は１の値と０の値の間で振動し、出力信
号中に望ましくないアーティファクト（ａｒｔｉｆａｃ
ｔ　）　’７１発生する。このような状況を排除するた
めに、・々ス５０と減算器５２の減数入力ポートとの間
にフィルタ５１が挿入される。このフィルタ５１はクロ
ミナンス成分により通常占有される周波数帯域における
信号を減衰させるように設計される低域通過フィルタで
もよいし、あるいはクロミナンス用ドラッグでもよい。

第４図は、信号合成回路２８の第２の実施例を示す。ｆ
＄３図の要素と同じ数字が付されている第４図の要素は
同じ・ものであり、同じ機能を実行する。

成る種のシステムにおいては、黒レベルが定められず、
従って減算器５２の被減数入力ポートに供給される一定
の黒レベル基準を容易に選択できないことがある。この
難題を解決するために、第４図の信号合成回路は基準値
全適応的に決定する装置１００を含んでいる。

装置１００の第１の実施例は、入力パス５０に結合され
るデータ入力ポートおよび減算器５２の被減数入力ポー
トに（破線を介して）結合されるデータ出力Ｑを有する
Ｄ型のラッチ７２を含んでいる。ランチ７２のクロック
入力端子Ｃは、黒レベルがビデオ信号に生じる時間期間
の間に１例えば、ライン期間当シ１パルス発生するパル
ス源Ｈ９に結合される。黒レベルはパルスＨ１の動作に
よシラッチ７２に入力され、各ライン期間の量減算器５
２に供給される。また信号が雑音を含んでいることが予
測されるならば、連続するライン期間の間にサンプリン
グされる黒レベルの値の平均をとり、黒レベルの基準値
として平均値を供給することが有利である。

通常、黒レベルはビデオ信号において水平同期パルスの
直後に生じる。従って、信号パルスＨ９は検出されたパ
ルスから得られる。

要素７２〜８２を含む第２の実施例は、基準値として黒
レベルと同期成分の先頭との差を発生する。バグ５０上
のビデオ信号は、ラッチ７２のデータ入力ポートおよび
減算器７４の減数入力ポートに結合される。ラッチ７２
の出力は減算器７４の被減数入力ポートに結合される。

ラッチ７２のクロック入力端子に結合される・母ルスＨ
１は、同期成分の値をラッチに入力するために時間制御
される。同期成分の期間の間、同じ入力値が減算器７４
の入力ポートの両方に結合されるから、減算器７４は零
の値の出力を発生する。同期・ヂルスのトレーリング遷
移において、信号振幅が黒レベルになると減算器７４は
負の値の出力を発生する。

この時、減算器７４から発生される差の符号ビットはＯ
″から１″の状態に変わる。符号ビットは、ノにルスＨ
９によってリセットされるセット−リセット型のフリラ
グフロップ７６のセット入力端子に結合される。フリラ
グフロツノ７６の出力は遅延要素７８を介してラッチ８
０のクロック入力に結合される。減算器７４からの差出
力はラッチ８０のデータ入力ポートに結合される。フリ
ラグフロツノ７６の出力が減算器７４からの符号ビット
に応答して状態ｆＣ変えるとき、この遷移は（同期）ｆ
ルスのトレーリング遷移が最大値に達することを確実に
するために）遅延要素７８において幾つかのサンプル期
間遅延され、減算器７４からの現在の差の値を貯えるた
めにラッチ８０に結合される。この値は黒レベルおよび
水平同期パルスの先頭間の差を表わす。パルスＨｐの次
の発生までラッチ８０に別の値は貯えられない。ラッチ
８０からの連続する値の出力は要素８２で平均化される
。これらの値は減算器７４への入力結線の構成に因シ負
の値である。従って、平均化された値は補数化され、そ
れから基準値として減算器５２に結合される。

平均化回路８２は必要に応じて省いてもよい。

さらに、雑音が基準値の検出に干渉を起こさないように
、装置１００に供給されるビデオ信号を濾波し、あるい
は心抜きすることが望ましい。

第４図において、マルチプレクサ８８および基準値源８
６が第３図のアンドゲートの群の代）に使われる。

減算器５２の出力はマルチプレクサ８８の第１の入力ポ
ートに結合され、基準値源８６はマルチプレクサ８８の
第２の入力ポートに結合される。

減算器５２からの符号ビット出力はマルチプレクサ８８
の制御入力に結合され、減算器５２が正の差および負の
差をそれぞれ発生するとき、基準値源８６もしくは減算
器５２をマルチプレクサ８８の出力に結合させるように
マルチプレクサ８８を条件づける。

基準値源８６が零の値の基準値を供給すると。

マルチプレクサ８８および基準値源８６は正確にアンド
ゲート５４をエミュレートする。あるいは。

基準値源８６が負の基準値を供給するように選択される
と、基準値源８．６からの基準値の大きさに等しい負の
ピーキングを黒い信号よシ黒いものに適用することがで
きる。基準値が正ならば、黒い信号よシ黒い値は少なく
とも正の基準値に等しい値によって正にオフセットされ
る。

ピーキング機能の別の変形は、平均化回路８２から供給
される平均値にオフセットされた直流（ＤＣ）を減算器
５２に加えることによシ実現することができる。

第３図および第４図の実施例は負方向にピーキングを制
限するものに向けられたものであるが。

これらは同、様にして正方向における制限に容易に適用
することができる。例えば、予め定められる白レベルよ
シ大きいピーキングを排除するために。

予め定められる白レベルが基準として減算器５２に供給
され、減算器５２からの符号ピットはアンドゲート５４
０群の制御入力に結合される前に補数化され、減算器５
５への２つの信号入力は入れ替えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明を含んでいるテレビジョン受像機にお
ける回路の一部のブロック図である。 第２図は１本発明を理解するのに有用な波形図である。 第３図は１本発明の信号合成回路の一実施例のブロック
図である。 第４図は１本発明の信号合成回路の第２の実施例のブロ
ック図である。 １２・・・アナログ・ディジタル（ＡＤ　）変換器、２
６・・・非線形処理回路（ＮＬＰ）、２８・・・信号合
成回路（ＳＣＣ）、３７・・・同期分離回路、β９・・
・クロマ・ルマ処理回路、４２・・・クロミナンス分離
回路。 ５３・・・基準値源、５６・・・マルチプレクサ（ＭＵ
Ｘ　）　。 ８６・・・基準値源、８８・・・マルチプレクサ（ＭＵ
Ｘ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一連の水平ライン信号として生じ、同期成分を含
   んでいるビデオ信号を供給するためのビデオ入力端子と
   、 前記ビデオ入力端子に結合され、前記水平ライン間にお
   ける差に関連する差信号を発生する第１の手段と、 前記ビデオ入力端子および前記第１の手段に結合され、
   前記差信号と前記ビデオ信号との合成が前記同期成分に
   より占められる振幅の範囲にある信号振幅を生じない時
   のみ前記差信号と前記ビデオ信号とを合成する第２の手
   段とを含んでいる、ビデオ信号処理装置。