JPH02294187A

JPH02294187A - コンポーネント信号処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH02294187A
Application number: JP2091353A
Authority: JP
Inventors: David L Knierim; デビッド・エル・ニエリム; Gary L Brown; ゲアリ・エル・ブラウン
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1990-12-05
Also published as: DE69016483T2; EP0391536A1; EP0391536B1; DE69016483D1; US5008741A

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１本発明は、高周波輝度情報を維持するためにコンポーネ
ント形式の映像信号を処理する装置に関する。

［従来の技術１第５図は、従来のカラー映像カメラ（２）及び従来の陰
極線管（ＣＲＴ）表示器（６）を示す。カメラ（２）は
、３個の綿形センサ（４Ｒ）、（４Ｇ）及び（４Ｂ）を
含んでおり、これらセンサは、カラー・コンポーネント
信号Ｒ’　、Ｇ’及びＢ”を夫々発生する。これら３つ
の信号の電圧は、カメラのフォカル・プレーンでの赤（
Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光の輝度に夫々比例する
。しかし、従来のＣＲＴのスクリーンが放射する光の輝
度は、ＣＲＴの電子銃に供給された映像信号の電圧と直
線的な関係にない。カラーＣＲＴの場合、このＣＲＴが
放射する光の輝度は、次式で表せる。

■　・　０。２９９１　（Ｒ市本ＧＡＭ門＾）＋　　０
．５８７ｍ（Ｇ＊＊ＧＡ財Ａ〉＋　　０．１１４市（Ｂ
＊＊ＧＡＭＭ八）なお、Ｒ，Ｇ及びＢは、赤、緑及び青
の電子銃に夫々供給された駆動電圧であり、本市は、指
数演算子であり、ＧＡＭＭ＾は、定数（ＮＴＳＣ方式の
場合は、２．２）である。

電子銃駆動電圧及び放射光の輝度の関係により、第５図
に示す映像カメラは、ガンマ（ＧＡＭＭＡ　：　ｒ　）
補正回路（５Ｒ）、（５Ｇ）及び（５Ｂ）を含んでいる
ので、カメラが出力する赤コンポーネント信号Ｒは、Ｒ
’本本（１／ｒ）に比例し、信号Ｇ及びＢも同様である
。カメラが発生したＲ，Ｇ及びＢカラー・コンポーネン
ト信号を適切な振幅で用いて、点線で示すように、ＣＲ
Ｔを直接駆動してもよいが、ＣＲＴが放射する赤、緑及
び青の光の輝度は、Ｒ’　、Ｇ’及びＢ“に夫々比例す
る。しかし、ＮＴＳＣ，ＰＡＬ及びＲＰ１２５の如きほ
とんどのカラー・テレビジョン方式では、ルミナンス（
Ｙ）、及びクロミナンス、即ち、クロマ（Ｒ−Ｙ及びＢ
−Ｙ）の如き視覚情報をエンコードする。ここで、ＹはＹ　・　０．２９９＊Ｒ　　＋　　０．５８７ｍＧ　　
＋　　０．１１４傘Ｂである。よって、映像カメラ（２
）は、抵抗エンコード・マトリックス（８）を含んでお
り、このマトリックスは、Ｒ，Ｇ及びＢコンポーネント
信号をルミナンス・コンポーネント信号及びクロマ・コ
ンポーネント信号に変換する。また、表示器（６）は、
デコード・マトリックス（９）を含んでおり、このマト
リックスは、Ｙ，Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ信号を受けて、Ｒ，
Ｇ及びＢコンポーネント信号を再生する。

Ｒ，Ｇ及びＢの各々がＯと１の間の値で、白い光を放射
するために、これらＲ．．Ｇ及びＢが１に等しければ、
Ｙはｌに等しく、放射光の輝度Ｉは１に等しい。しかし
、放射光の輝度は、Ｒ，Ｇ及びＢの非線形関数なので、
ルミナンス・コンポーネントＹは、ＣＲＴが放射する光
の輝度を充分には示していない。よって、所定のＹ値は
、小さなクロマ値の組合わせのときよりも、大きなクロ
マ値（Ｒ−Ｙ及び／又はＢ−Ｙ用の大きな絶対値）の組
合わせのときの高い輝度になる。例えば、飽和した充分
な明るさの赤（Ｒ＝１、Ｇ＝Ｏ及びＢ＝０）は、Ｙの値
が０．２９９であり、０．２９９の輝度値を発生する。

一方、Ｒ＝０．２９９、Ｇ＝０．２９９及びＢ＝０．２
９９のグレーは、Ｙ値が０．２９９であるが、０．２９
９１申ＧＡＨＭＡ、即ち、ＧＡＭＭ＾−２．２に対して
０．７０の輝度である。

［発明が解決しようとする課題］クロマ・コンポーネント信号をルミナンス・コンポーネ
ント信号よりも低い帯域幅にろ波する際、放射輝度と、
Ｒ，Ｇ及びＢとの間の関係の非直線性による問題が生じ
る。カラー・コンポーネント信号Ｒ，Ｇ及びＢを用いて
高分解能ＣＲＴ表示器を駆動し、フィールドの選択領域
内のＲの値が１で、その領域外が０で、Ｇ及びＢの値が
そのフィールドにわたって０なので、ＣＲＴが黒背景に
対して、飽和した赤の領域を表示すれば、Ｙのピーク値
は０．２９９であり、■のピーク値は０．　　２９９で
ある。これらカラー・コンポーネント信号がＮＴＳＣ方
式に変換されて、Ｙコンポーネント信号の可能な帯域幅
が４．２ＭＨｚで、クロマ・コンボーネン上信号の帯域
幅が１．２Ｍ？−１２に制限され、赤のフィールドの領
域が、クロマ・チャンネルの帯域幅により可能であり、
少なくとも垂直線であるならば、この赤線の領域内のＹ
及び■の値は、高分解能表示器の場合と同じである。Ｒ
一Ｙ及びＢ−Ｙのピーク値は、夫々０．７０７及び−０
．２９９である。しかし、線がルミナンス・チャンネル
帯域幅で可能な限り狭ければ、クロマ・フィルタがクロ
マ信号を係数３程度広げ、同じ係数だけクロマ信号のピ
ーク値を減らす。よって、Ｙのピーク値は、依然０．２
９９であるが、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙのピーク値は夫々０．
２３４及び−０．１００となり、ピーク輝度は２．２に
等しいＧＡＭＭ＾に対して、０．０９５、即ち、幅広線
の輝度値の約３分の１に過ぎない。輝度が低下するこの
問題は、信号を水平方向にろ波した場合に限定されない
。そして、例えば、１フレーム当り１０００本以上のラ
インである高分解能表示器を駆動ずるコンポーネント信
号を、ｌフレーム当り約５００又は６００本のラインで
ある放送テレビジョン標準に変換する際の垂直ろ波によ
っても、この問題が生じる。ＧＡＭＭＡが２．８である
ＰＡＬシステムの場合、この問題は一層厳しくなる。

したがって、本発明の目的は、上述の問題を解決したコ
ンポーネント信号処理装置の提供にある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば
、選択された帯域幅でガンマ（ＧＡＭＭＡ　）補正され
た２つのクロマ・コンポーネント信号を発生し、クロマ
・コンポーネント信号よりも帯域幅が広く、ガンマ補正
していない線形ルミナンス・コンポーネント信号を発生
し、この線形ルミナンス・コンポーネント信号をガンマ
補正して、ガンマ補正したクロマ・コンポーネント信号
よりも帯域幅の広いガンマ補正したルミナンス・コンポ
ーネント信号を発生することにより、コンポーネント形
弐の映像信号を処理する。

ガンマ補正していないルミナンス・コンポーネント信号
を、いくつかの異なる方法で発生してもよい。例えば、
線形カラー・コンポーネント信号をルミナンス・マトリ
ックスに直接供給すると共に、ガンマ補正回路を介して
クロマ・マトリックスに供給してもよい。代わりに、ル
ミナンス次元で、ガンマ補正を除くことにより、ガンマ
補正されていないルミナンス・コンポーネント信号の近
似を、ガンマ補正されたルミナンス・コンポーネント信
号から発生してもよい。

また、本発明によれば、ガンマ補正を除去して線形カラ
ー・コンポーネント信号を発生し、この線形カラー・コ
ンポーネント信号の帯域幅を選沢した帯域幅よりも低い
値に制限して、帯域幅制限されたカラー・コンポーネン
ト信号を発生し、この帯域幅制限されたカラー・コンポ
ーネント信号にガンマ補正をして、ガンマ補正され、帯
域幅制限されたカラー・コンポーネント信号を発生する
ごとにより、ガンマ補正されたカラー・コンポーネント
形式で、選択された帯域幅の映像信号を処理する。

［実施例］以下、添付図を参照して、本発明の好適な実施例を説明
する。

第１図は、本発明の好適な第１実施例のブロック図であ
る。第１図の装置は、ガンマ補正されたカラー・コンポ
ーネント信号Ｒ，Ｇ及びＢの信号源（１０）を具えてい
る。これらカラー・コンポーネント信号は、１０ビット
並列形式のデジタル信号であり、総て同じ帯域幅、例え
ば、少なくとも４．２ＭＨｚである。信号源（１０）は
、例えば、カラー・コンポーネント信号を発生する映像
カメラ、又は高分解能グラフィック・システムである。

信号源（１０）が発生するカラー・コンポーネント信号
を従来のクロマ・マトリックス（１２）に供給する。こ
のマトリックス（１２）は、クロマ出力信号ＣＲ及びＣ
Ｂを夫々発生する。これらクロマ信号を、カットオフ周
波数が１．２ＭＨｚであるロウバス・フィルタ（ｌ４）
及び（ｌ６）に夫々供給するので、これらフィルタ（ｌ
４）及び（１６）から出力されるクロマ信号ＣＲ及びＣ
Ｂの帯域幅は、１．２ＭＨｚに制限される。

ガンマ補正されたカラー・コンポーネント信号Ｒ，Ｇ及
びＢをガンマ除去回路（１８Ｒ）、（１８Ｇ）及び（１
８　Ｂ　）に夫々供給する。回路（１８Ｒ）は、Ｒ本＊
２．２に等しい出力信号Ｒ゛を発生する。回路（１８Ｇ
）及び（１８Ｂ）も信号Ｇ及びＢに対して同様に動作し
て、出力信号Ｇ゜及びＢ′を発生する。よって、ガンマ
除去回路（ｌ８）は、カラー・コンポーネント信号Ｒ，
Ｇ及びＢからガンマ補正を除去し、補正されていない、
即ち、線形のカラー・コンポーネント信号Ｒ’　、Ｇ’
及びＢ゛を夫々発生する。信号Ｒ’　、Ｇ’及びＢ゛を
ルミナンス・マトリックス（２４）に供給する。このル
ミナンス・マトリックス（２４）は、次式で示す線形ル
ミナンス・コンポーネント信号Ｙ′を発生する。

Ｙ’　　＝　　０．２９９＊Ｒ’　　＋　　０．５８７
本Ｇ’　　＋　　０．１１４本Ｂ“この信号を、カット
オフ周波数が４．２ＭＨｚＯロウバス・フィルタ（２６
）に供給スる。

このフィルタ（２６）の出力信号をガンマ補正器（２８
）に供給ずる。このガンマ補正器（２８）は、８個のル
ックアップ・テーブル（３１）〜（３８）と、補間器（
４０）とを具えている。Ｙ’　、ＣＲ及びＣＢの上位ビ
７｝￥ｕ’　、ＣＲｕ及びＣＢｕを夫々用いて、ルノク
アップ・テーブルをアドレス指定する。ルックアップ・
テーブルの各々は、３次元（ＹｕＣＲｕ，ＣＢｕ）アド
レス空間であり、そのアドレス空間内の各アドレス指定
可能な位置にデータ値を含んでいる。アドレス・セグメ
ントの所定組合せ（Ｙｕ’　、ＣＲｕ及びＣＢｕ）に対
して、ルックアップ・テーブル（３１）は、次式Ｙｕ’
　＝　０．２９９傘（Ｙｏ＋ＣＲｕ）傘＊ＧＡＭＭＡ＋
　　０．５８７＊（Ｙｏ−０．５０９＊ＣＲｕ−０．ｌ
９４傘ＣＢｕ）本本ＧＡＭＭＡ＋　　Ｏ．ｌ１４＊（Ｙ
ｏ＋ＣＢｕ）＊＊ＧＡＭＭＡが実質的に真となるＹＯの
値を返す。ルックアップ・テーブル（３１）に蓄積され
たデータ値は、指示された値より、わずかにオフセット
されており，、ＹｏをＹｕ’　、ＣＲｕ及びＣＢｕに関
連させる関数の非直線性による平均値エラーを最小にす
る。

他の７個のルックアソブ・テーブル（３２）〜（３８）
は、テーブル（３１）と同じデータ値を含んでいるが、
テーブル（３２）〜（３８）の各々のデータ値の配列は
、テーブル（３ｌ）のデータ値の配列に対して、アドレ
ス空間の１つ以上の軸に沿ってＩ　ＬＳＢだけシフトし
ている。例えば、アドレス（Ｙｕ　　，ＣＲｕ、ＣＢｕ
）に応答して、テーブル（３２）は、アドレス（Ｙｕ’
＋１／１６、ＣＲｕＳＣＢｕ）に応答してテーブル（３
１）が返すだろうＹｏＯ値を返す。また、テーブル（３
３）は、アドレス（Ｙｕ，ＣＲｕ＋１／ｌ　６、ＣＢｕ
）に応答してテーブル（３ｌ）が返すだろうＹｏＯ値を
返す。更に、テーブル（３４）は、アドレス（Ｙｕ’　
、ＣＲｕＳＣＢｕ＋１／８）に応答してテーブル（３１
）が返すだろうＹｏの値を返す。よって、所定のＹｕ’
　、ＣＲｕ，ＣＢｕの３つに応答して、ルックアップ・
テーブル（３１）〜（３８）は、Ｙｏの８個の値を発生
する。

これらルックアップ・テーブルが発生したＹＯの８個の
値を補間器（４０）に供給する。この補間器（４０）は
、コンポーネント信号Ｙ’　、ＣＲ及びＣＢの下位ビッ
｝Ｙｌ’　、ＣＲＩ及びＣＢＩを重み係数として用いて
、ルックアップ・テーブルが返した値の間で３つの線に
よる補間を行う。この方法において、Ｙの出力値をＹ’
　、Ｒ−ＹＳＢ−Ｙの３つに対して発生するので、輝度
がＹ′に比例し、高周波カラー情報の輝度が補正される
。

クロマ・コンポーネント｛ｇ　号カ、ルミナンス・コン
ポーネント信号よりも低い帯域幅にろ波されたときに、
飽和及び輝度の損失があり、飽和の損失は、第１図に示
す装置では補正されないことは、明かである。しかし、
目は、高い空間周波数における飽和エラーに対して全く
敏感でないことは、周知である。

ガンマ補正器（２８）の動作により、そのＹ出力に信号
Ｙ゛の高調波が発生するかもしれず、フィルタ（２６）
の出力信号を他の４．２ＭＨｚロウパス・フィルタ（４
２）に供給して、これら高調波を除去する。フィルタ（
１４）、（１６）及び（４２）のデジタル出力信号をア
ナログ形式に変換してもよく、適当なライン及びフィー
ルド・レートとして、複合ＮＴＳＣ信号を発生できる。

第２図は、本発明の好適な第２実施例のブロノク図であ
る。この第２図の装置において、線形センサ（４）が発
生したカラー・コンポーネント信号Ｒ’　、Ｇ’及びＢ
゜をルミナンス・マトリックス（２４）及びガンマ補正
回路（５）に供給する。このマトリックス（２４）は、
線形ルミナンス信号Ｙ゛を発生する。また、ガンマ補正
回路（５）は、ガンマ補正したカラー・コンポーネント
信号Ｒ，Ｇ及びＢを夫々発生する。ガンマ補正したコン
ポーネント信号ＲＳＧ及びＢをクロマ・マトリノクス（
１２）に供給して、クロマ信号ＣＲ及びＣＢを発生する
。

信号Ｙ’　、ＣＲ及びＣＢの処理は、第１図を参照して
説明したのと同じである。

第３図は、本発明の好適な第３実施例のブロック図であ
る。この第３図の装置において、信号源（１０）が発生
したガンマ補正したカラー・コンポーネント信号Ｒ，Ｇ
及びＢをガンマ除去回路（１８）に供給して、線形カラ
ー・コンポーネント信号Ｒ゜Ｇ゛及びＢ゛を発生する。

これら線形カラー・コンポーネント信号をロウバス・フ
ィルタでろ波し、ガンマ補正回路（５）に供給して、ガ
ンマ補正を再生する。ガンマ補正回路（５）により生じ
たいかなる高調波も、ロウパス・フィルタのる波動作に
より除去する。これらカラー・コンポーネント信号Ｒ，
Ｇ及びＢをエンコード・マトリックス（８）に供給して
、ルミナンス及びクロマ信号Ｙ，ＣＲ、ＣＢを発生する
。

第３図に示す装置は、信号源（１０）が発生するカラー
・コンポーネント信号の帯域幅が出力ルミナンス信号Ｙ
の所望帯域幅よりも非常に広いとき、例えば、高分解能
表示器を駆動するのに適するカラー・コンポーネント信
号Ｒ，Ｇ，Ｂを複合ＮＴＳＣ（又は他の放送テレビジョ
ン）方式に変換するとき、有効な結果となるような制限
を行う。勿論、高分解能表示器は、典型的には、１フレ
ーム当り１０００本以上のラインなので、コンポーネン
ト信号Ｒ，Ｇ，Ｂ内のライン故を減らして、放送テレビ
ジョン標準に適応させるために、垂直ろ波が必要である
。線形カラー・コンポーネント信号Ｒ’　、Ｇ’　、Ｂ
“にガンマ補正を行うことにより、垂直ろ波を行ったと
きや、水平ろ波を行ったときに生じる減少した輝度の影
響を軽減する。

第３図に示す装置は、ルミナンス信号の帯域幅がクロマ
信号の帯域幅よりも広《ないという欠点がある。よって
、クロマ信号の帯域幅が１．２ＭＨｚに制限されれば、
高周波ルミナンス情報が失なわれる。一方、クロマ信号
の帯域幅が高周波ルミナンス情報を維持するのに充分な
らば、歪を避けるために、クロマ信号をろ波する必要が
ある。

そうでなければ、第３図に示す装置は、従来手段で得ら
れる結果よりも優れた結果が得られる。

第４図は、本発明の好適な第４実施例のブロック図であ
る。この第４図の装置において、ガンマ補正したカラー
・コンポーネント信号Ｒ，Ｇ及びＢをマトリックスに供
給して、ルミナンス及びクロマ出力信号を発生する。第
１図を参照して説明したように、クロマ信号ＣＲ及びＣ
Ｂを処理する。

ルミナンス信号Ｙは、ガンマ除去回路に供給して、Ｙ本
本ＧＡＭＭ＾に等しい線形ルミナンス信号Ｙ゜を発生す
る。この線形信号Ｙ′をろ波して、このろ波した線形信
号に、従来形式でよい指数回路を用いて、ガンマ補正を
施す。

信号源（１０）が発生したカラー・コンポーネント信号
の帯域幅が出力ルミナンス信号の所望帯域幅よりも非常
に広ければ、第３図の場合のように、第４図に示す装置
は、有効な結果のみが得られる。

さらに、第４図の装置の場合、次式の関係Ｙ’　　＝　
　０．２９９＊（Ｒ＊＊ＧＡＭ門Ａ）÷　０．５８７＊
（Ｇ本宰ＧＡＭＭ八）＋　　０．１１４１（Ｂ＊本ＧＡ
ＭＭ八）が、ゼロ・クロマに対して維持されるので、ク
ロマがゼロでなければ、真の補正に対する近似のみが得
られる。

本発明は、上述の実施例のみに限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形変更が可
能である。例えば、補間器（４０）が発生する最終のル
ミナンス信号Ｙは、１０ビット信号であり、陰の面にわ
たり、ルミナンスが充分滑らかに変化するのが望ましい
が、例えば、信号Ｙが正確に１０ビットである必要はな
い。よって、信号Ｙｏは、わずか８ビットでもよく、補
間により分解能を２ビット付加してもよい。

［発明の効果〕上述の如く、本発明のコンポーネント信号処理装置によ
れば、映像信号を水平方向や、垂直方向にろ波した場合
、輝度が減少することがな《なり、高周波輝度情報を維
持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適な第１実施例のプロツク図、第
２図は、本発明の好適な第２実施例のブロック図、第３
図は、本発明の好適な第３実施例のブロック図、第４図
は、本発明の好適な第４実施例のブロック図、第５図は
、映像カメラ及び表示器の従来の配置を示すブロック図
である。（５）二ガンマ補正回路（１０）　：信号源（１２）　：クロマ・マトリックス（１Ｂ）　：ガンマ補正除去回路（２４）　：ルミナンス・マトリックス代理人松隈秀盛手続補正書平成　２年　５月２１日１．事件の表示平成　２年　特　許　願　第　９１３５３号２．発明の
名称コンポーネント信号処理装置３．補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】１、選択された帯域幅で、ガンマ補正された２つのクロ
マ・コンポーネント信号を発生する手段と、上記クロマ・コンポーネント信号よりも広い帯域幅で、
ガンマ補正されていない線形ルミナンス・コンポーネン
ト信号を発生する手段と、上記線形ルミナンス・コンポ
ーネント信号をガンマ補正し、ガンマ補正されたクロマ
・コンポーネント信号よりも帯域幅の広いガンマ補正さ
れたルミナンス・コンポーネント信号を発生する手段とを具えたコンポーネント信号処理方法。２、選択された帯域幅のガンマ補正されたカラー・コン
ポーネント形式の映像信号を処理する装置であって、ガンマ補正を除去して、線形カラー・コンポーネント信
号を発生する手段と、上記線形カラー・コンポーネント信号の帯域幅を上記選
択された帯域幅よりも小さい値に制限して、帯域幅制限
されたカラー・コンポーネント信号を発生する手段と、上記帯域幅制限したコンポーネント信号をガンマ補正し
て、ガンマ補正されたカラー・コンポーネント信号を発
生する手段とを具えたコンポーネント信号処理装置。