JPH0253992B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の関連する技術分野〕 この発明はカラーテレビジヨン信号の水平画像
細部情報を増強する装置を含むテレビジヨン信号
処理方式においてその垂直細部情報を増強する装
置に関する。

〔従来技術〕

米国で開発されたカラーテレビジヨン方式で
は、カラーテレビジヨン信号の輝度およびクロミ
ナンス成分がビデオ周波数スペクトル中に周波数
間挿関係に配置され、輝度成分が本来水平線走査
周波数の整数倍周波数位置で生じ、クロミナンス
成分が本来線周波数の1/2の奇数倍周波数位置で
生じるようになつている。最近のカラーテレビ受
像機の設計ではこの周波数の入組んだビデオ信号
の輝度成分とクロミナンス成分とを分離するため
に櫛型濾波器を用いることが多い。この目的に適
する櫛型濾波器の例は米国特許第4143397号およ
び第4096516号の各明細書に記載されている。

櫛型濾波器の輝度出力に生ずる櫛型濾波信号は
その全帯域に亘つて「櫛型濾波効果」を受けてい
る。クロミナンス信号成分と共有している高周波
数帯域部分全体の櫛型濾波作用は所要のクロミナ
ンス信号消去効果を有するが、このクロミナンス
信号成分が存在していない低周波数帯域内にこの
櫛型濾波作用が拡がることは所要のクロミナンス
信号成分の除去に必要なく、輝度信号成分を不必
要に消去するだけの働らきをする。このような消
去が行なわれた非共有帯域の低周波数端の各成分
は「垂直細部」輝度情報を表わしている。この垂
直細部情報の保存は表示画像の輝度内容における
垂直解像度の低下を防ぐため望ましい。

垂直細部情報を保存する回路の１つに低域垂直
細部濾波器を用いて櫛型濾波クロミナンス信号も
含む櫛型濾波器の出力から垂直細部信号情報を選
択的に抽出し、その抽出した垂直細部信号をその
櫛型濾波器の出力輝度信号と組合せるものがあ
る。この組合された信号はクロミナンス成分が除
去された（垂直細部濾波器のカツトオフ周波数以
上の周波数帯域を占める）「櫛型濾波」高周波数
部と、全輝度信号成分が保存されている「櫛型未
濾波」（すなわち平坦な）低周波数部とを含んで
いる。多くのカラーテレビ受像機において、輝度
信号は後で水平ピーキング回路網により処理され
てその受像機で再生すべき画像の水平細部を改善
する。

垂直画像細部の改善は抽出された垂直細部信号
を適当に処理することにより達することができ
る。これに適する信号処理回路は米国特許第
4245237号明細書に記載されているが、この方式
では抽出された垂直細部信号を非線形処理して所
定の垂直細部信号振幅レベル範囲に対する所要の
振幅応答を得る。この垂直細部信号処理装置はま
たその非線形処理した垂直細部信号を低域濾波す
る濾波器を含み、これによつて表示された斜線パ
タンまたは同様の画像パタンの縁に沿う著しく目
障りな鋸歯像として表示画像に現れることがある
非線形信号処理の不都合な可視効果を低減する。

〔発明の開示〕

ここに開示するこの発明の原理による輝度信号
の水平細部信号処理回路および非線形垂直細部信
号処理回路の構成では、処理された水平垂直の細
部信号間の無用の相互作用が極めて小さく、輝度
信号の不都合な過渡応答が防止される上、水平信
号処理回路の信号処理特性によつて、垂直細部信
号の非線形処理回路の出力信号を濾波する低域濾
波器の応答特性の設計が容易になる。

この発明による装置はテレビジヨン信号の周波
数スペクトル内に周波数が入組んだ関係（周波数
間挿関係）で画像表示輝度およびクロミナンス成
分を含むものを処理するカラーテレビ受像機に用
いられる。この受像機は第１および第２の出力を
持つ櫛型濾波器を含み、その第１出力に櫛型濾波
された輝度信号が現われ、第２出力に第１出力の
輝度信号にはない輝度垂直画像細部情報を表わす
信号周波数を含む櫛型濾波信号が現われる。この
櫛型濾波器の第２出力には周波数選択回路網が結
合され、クロミナンス信号の周波数帯域を占める
信号周波数を除いて、垂直細部情報に対応する信
号周波数を選択的に通過させ、これによつて櫛型
濾波器の第２出力から垂直細部成分を引出す。櫛
型濾波器の第１出力の輝度信号を所定振幅の垂直
細部成分と組合せることにより輝度信号が復元さ
れ、第１の信号変換回路網はこの復元輝度信号に
応じてその水平画像細部情報をピーキングし、水
平ピーキング処理された輝度信号を出力に生ず
る。また、上記第１の信号変換回路網の信号路と
は全く別の独立した信号路中に配設された非線形
信号処理回路を含む第２の信号変換回路網があつ
て、上記垂直細部成分に応じて水平画像細部ピー
キング成分を全く含まぬ垂直細部ピーキング成分
を出力に生成し、その第１および第２の変換回路
網の出力信号が組合されて水平垂直のピーキング
処理された輝度信号が得られ、これが輝度信号利
用回路網に供給される。

この発明の１特徴によれば、第２の変換回路網
がその出力信号から垂直細部信号周波数以上の信
号周波数を除去する濾波器を含み、第１の変換回
路網がその出力信号のピーキング特性を決定する
遅延回路を含み、その第１および第２の変換回路
網の示す信号遅延量が実質的に相等しい。

〔発明の実施例〕

第１図において、輝度およびクロミナンス成分
を含む合成カラービデオ信号の信号源１０からの
ビデオ信号は例えば米国特許第4096516号明細書
記載のような電荷結合装置（CCD）を用いた櫛
型濾波器のような公知構造の櫛型濾波器１５の入
力に印加される。輝度成分とクロミナンス成分は
ビデオ信号の周波数スペクトル内に周波数間挿関
係に配置されている。輝度成分は比較的帯域幅が
広く（NTSC方式で直流すなわち０周波数から約
4MHzまで拡つている）、その上部周波数範囲は色
情報で振幅位相変調された3.58MHzの副搬送波信
号を含むクロミナンス成分と共有している。櫛型
濾波器１５の輝度濾波作用に対する振幅対周波数
応答は直流すなわち０周波数から拡がる水平線走
査周波数（約15.734KHz）の整数倍周波数位置で
ピーク振幅を示し、3.58MHzの色副搬送波周波数
を含む線走査周波数の1/2の奇数倍周波数位置に
ナル振幅を示す。またその櫛型濾波器１５のクロ
ミナンス濾波作用に対する振幅対周波数応答は
3.58MHzを含む線走査周波数の1/2の奇数倍周波
数位置でピーク振幅を、線走査周波数の整数倍周
波数位置でナル振幅を示す。

櫛型濾波器１５の第１出力の「櫛型濾波」輝度
信号Ｙは低減濾過器２２を介して信号組合せ回路
網３０の入力に印加される。濾過器２２は約4M
Hzのカツトオフ周波数以下の全輝度信号を通すよ
うになつており、櫛型濾波器１５がCCD型のと
きそのスイツチング動作に関係するスイツチング
信号のノイズおよびクロツク周波数成分を除く働
らきをする。

櫛型濾波器１５の第２出力はクロミナンス信号
処理回路６４に印加されて色差信号Ｒ―Ｙ，Ｂ―
Ｙ，Ｇ―Ｙを生成すると共に、また低域垂直細部
濾波器３５に印加される。回路６４はクロミナン
ス信号周波数帯域を占める櫛型濾波器１５の出力
信号周波数だけを通過させる適当な濾過器を含ん
でいる。濾過器３５は約1.0MHzのカツトオフ周
波数を示し、櫛型濾波器１５の第２出力中の信号
周波数でこのカツトオフ周波数より低いものを選
択的に通す。この領域の信号周波数は櫛型濾波輝
度信号中になく、表示画像の輝度内容の垂直解像
度の低下を防ぐために輝度信号に復元すべき垂直
細部輝度情報を表わす。この垂直細部の復元は濾
過器３５からの垂直細部信号の適量を組合せ回路
網３０において濾過器２２からの櫛型濾波輝度信
号と組合せることによつて達せられる。この場合
濾過器３５の出力からの垂直細部信号は信号の正
負両極性に対して第３図に示す線形振幅伝送（利
得）応答特性Ａを示すことが判る。組合せ回路３
０の出力の復元輝度信号は反転回路３２で反転さ
れ、水平ピーキング制御回路網４０で水平細部処
理された後信号組合せ回路網４２に印加される。

濾過器３５からの垂直細部信号はまた非線形信
号処理回路５２と信号組合せ回路５４を含む非線
形垂直細部信号処理回路５０に印加され、後述の
ように３つの所定信号振幅範囲の垂直細部信号に
相異る量の信号利得が与えられる。回路５０の出
力信号は組合せ回路４２の他方の入力に印加さ
れ、ここで水平ピーキング回路４０の出力に加え
られる。

組合せ回路４２の出力信号は第２図について後
述するように垂直細部情報が復元され、可制御的
に増強（ピーキング）され、削減（減衰）された
ビデオ信号の再生輝度成分に相当する。この再生
輝度成分はさらに輝度信号処理回路５８に印加さ
れる。この回路５８からの増強輝度信号Ｙとクロ
ミナンス回路６４からの色差信号はマトリツクス
回路６８で組合され、カラー画像表示出力信号
Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する。これらの信号はカラー映
像管７０の画像強度制御電極に適当に結合され
る。

第２図は第１図の水平および垂直の細部信号処
理回路網の詳細回路図を示す。図において、結合
回路網３０の出力から信号反転器３２、結合コン
デンサ７５および抵抗回路網７８を介してピーキ
ング回路網４０に復元された櫛型濾波信号が供給
される。ピーキング回路網４０は遅延線８５、差
動接続トランジスタ８７，８８、そのトランンジ
スタ８７，８８の動作電流源８９およびトランジ
スタ９０を図示の配置で含む。この実施例では遅
延線８５が反射モードで動作し、約140n秒の信
号遅延を与える。回路網４０のピーキング輝度出
力信号（ピーキング処理された輝度出力信号）は
トランジスタ８８，９０のコレクタ電極の相互接
続点に現われ、組合せ回路４２に印加される。こ
のピーキング輝度信号は「プレシユート」V_P1お
よび「オーバーシユート」V_P2を有する大きな振
幅遷移を示し、再生画像の水平鮮明度を向上す
る。この実施例では回路網４０の帯域幅が０Hzか
ら4.0MHzまでの輝度信号帯域幅に跨がり、最大
の信号ピーキングが3.5MHzで生ずる。この輝度
信号の水平ピーキング量は電流源８９から得られ
る電流レベルの制御によつて制御することができ
る。ピーキング回路網４０のこれ以上の詳細は
1981年４月20付米国特許第255982号明細書に開示
されている。

第３図のような線形振幅伝達応答特性Ａを示す
垂直細部濾波器３５（第１図）からの線形垂直細
部信号は回路網９２を介して非線形信号処理回路
５２の増幅トランジスタ９５のベース入力に印加
される。このトランジスタ９５のコレクタ電極と
ベース電極の間には振幅応動切換型帰還回路網９
８が挿入されている。垂直細部信号は米国特許第
4295160号明細書に詳述されるように非線形処理
回路５２により非線形振幅伝達（利得）関数を用
いて変換される。

簡単に言えば、非線形処理回路５２は第４図の
ような非線形合成振幅伝達関数を与え、このため
信号の正負両極性に対して第４図の伝達関数Ｂに
従い３つの範囲，，においてそれぞれ小振
幅、中振幅、大振幅を有する信号に相異なる量の
信号利得を与える。Ｂによつて処理された垂直細
部信号は回路網５２の出力からコンデンサ１００
を介して供給される。領域の小振幅垂直細部信
号は回路５２により約２の所定一定利得で変換さ
れる。また中振幅細部信号の小振幅変化もその所
定の一定利得で処理されるが、中振幅信号のピー
ク振幅変化は領域の約３の利得で増幅される。
領域において、削減（振幅低減）を行う大振幅
信号のピーク振幅変化は所定の一定利得以下で変
換される。また大振幅信号の小振幅変化は所定の
一定利得で処理され、中振幅変化は領域につい
て上述のように増幅される。

回路５２から非線形処理信号は抵抗１０２、誘
導子１０４、抵抗１０６およびコンデンサ１０８
を含む低域垂直ピーキング濾波器１０１を介して
トランジスタ１１０のベース入力に印加される。
この信号はこのトランジスタ１１０のベースで垂
直細部濾波器３５からの線形垂直細部信号の所定
量と組合される。その垂直細部信号は抵抗１１
５、誘導子１１６、抵抗１０６およびコンデンサ
１０８を含む低域濾波器１１２を介してトランジ
スタ１１０のベースに印加される。トランジスタ
１１０は反転帰還和算増幅器トランジスタとして
動作し、そのベース電極は「仮想接地」和算点を
示す。トランジスタ１１０はまた以下詳述するよ
うに低減濾過器１０１，１１２に関連する能動濾
波装置としても作用する。

第５図の非線形振幅伝達関数Ｃはトランジスタ
１１０のコレクタ出力に生ずる信号に関係する。
すなわち伝達関数Ｃのトランジスタ１１０のコレ
クタに生ずる信号のレベルは抵抗１０６の与える
インピーダンスと抵抗１０２の与えるインピーダ
ンスの比と、抵抗１０６の与えるインピーダンス
と抵抗１１５の与えるインピーダンスの比によつ
て決まる。これらのインピーダンス比は、抵抗１
０２，１１５を通る信号をトランジスタ１１０で
組合せるとき、回路網５２の出力信号の微小振幅
変化が伝達関数Ｂ（第４図）の領域における処
理後抵抗１１５を介して線形変換された信号の微
小振幅変化で相殺されるように選ばれる。すなわ
ち応答曲線Ｂの領域の線形信号伝達勾配と抵抗
１１５を通る信号に対する応答曲線Ａに関する線
形伝達勾配は領域において互いに相殺して、ト
ランジスタ１１０のコレクタに非線形伝達関数Ｃ
（第５図）を生成する。

トランジスタ１１０のコレクタ出力に生ずる細
部信号は可変利得制御抵抗１２５を介して組合せ
回路４２の入力に供給され、ここで回路網５０か
らの非線形処理細部信号と水平ピーキング回路網
４０からの線形変換輝度信号が合計される。この
例ではピーキング回路４０からの信号がまた第３
図に示すような線形（利得）伝達関数Ａを示す。
従つて組合せ回路４２の出力に生ずる再生輝度信
号は第６図に示すような振幅伝達関数Ｄを示す。
関数Ｄによれば、領域，において信号に与え
られる信号利得は、米国特許第4245237号明細書
に詳述されているように、領域の一定信号利得
を変えずに可変抵抗１２５の設定に従つて変える
ことができることが判る。

組合せ回路４２の出力信号については、低レベ
ル垂直細部信号（例えば最大期待振幅の約５％の
振幅の信号）に対する復元領域で生ずる復元利
得が低レベル垂直細部信号をノイズその他の無用
成分と共に領域で増強せずに処理するような値
を持つことが判る。中振幅（例えば最大期待振幅
の５〜40％の信号振幅）の垂直細部信号のピーク
振幅は増強領域で処理され、これによつてこの
領域における垂直細部情報と画像の鮮明度を増強
する。例えばレタリングのような高コントラスト
画像に対応する比較的大振幅（例えば最大期待振
幅の約40〜100％）の垂直細部信号のピーク振幅
は領域で処理され、コントラスト過大や画像細
部を歪曲または不鮮明にする映像管の「ブルーミ
ング」を起す可能性が高い大振幅変化を減少また
は削減する。

領域において低レベルの垂直細部信号情報が
表示画像の輝度内容における正規の低レベル垂直
解像度を維持するに足る量で復元されている。こ
の領域における復元利得の値は、与えられた系
において、最終再生輝度信号が小振幅の垂直細部
信号に対して本質的に「平坦な」振幅を呈するよ
うに、垂直細部成分の小振幅変化を輝度信号に復
元するために必要である。復元利得の振幅は例え
ば櫛型濾波器１５と最終再生輝度信号を処理する
輝度処理回路５８との間の回路網の信号変換特性
や、櫛型濾波器１５の出力に生ずる信号の相対振
幅を含む種々の因子の関数である。領域に対す
る復元利得の選択にはまた与えられたビデオ信号
処理方式にどのような結果が許容されるかを考え
る必要がある。例えば復元利得が不充分であれ
ば、垂直細部周波数領域に顕著な櫛型濾波効果
（例えば周波数の異なる信号のピークとナル）が
現れて、低レベルの垂直細部情報を減少させる。
このように領域の振幅伝達特性の勾配は無用の
副作用を誘起することなく所要の応答（すなわち
平坦な輝度応答）を生成するに要する信号利得の
値に対応する。

以上説明した方式では水平ピーキング回路網４
０を含む第１の信号処理路で水平ピーキングが行
われ、この水平ピーキング路と無関係の処理回路
網５０を含む第２の信号処理路で垂直細部信号の
処理が行われる。このようにして非線形処理され
た垂直細部信号は、回路網４２において水平ピー
キング回路４０からの信号と合成されるが、水平
ピーキング処理はされない。この輝度信号処理方
式によると、非線形処理された垂直細部信号が後
で水平ピーキング処理されたとき生ずることのあ
る無用の輝度信号の過渡応答が防がれる。この無
用の過渡応答は水平垂直の細部信号処理回路網に
関係する信号処理帯域幅の違いによつて生じ得る
ものである。この例では垂直細部信号処理路の信
号帯域幅が０Hzから約1.0MHzまで拡がり、回路
網４０を含む水平ピーキング信号処理路が前述の
ようにさらに著しく広い4.0MHzの輝度信号帯域
幅を覆つている。

また垂直細部信号処理回路５０の非線形動作に
よつて処理された信号に急速な振幅利得遷移を生
ずることがときどきある。このような急速遷移は
その時間帯における振幅の不連続として現れる
が、垂直細部信号のピーキングが行われない動作
範囲と行われる動作範囲との間に明確な境界線を
与える助けになる利点がある。詳言すれば、この
不連続の顕示は表示された斜線または同様の画像
パタンの縁に沿う鋸歯状または階段状（すなわち
波状）の像として生じる。この鋸歯像は受信テレ
ビジヨン信号の内容にも原因があることがあり、
この場合はその鋸歯が実際に回路網５０の非線形
処理動作によつて拡大される。この現象に関する
他の情報は米国特許第4223340号明細書に見られ
る。

第２図の回路では非線形処理回路５２の出力に
結合された素子１０２，１０４，１０６，１０８
を含む低域垂直ピーキング濾波器１０１によりこ
の鋸歯画像が許容最低限に低減される。この濾過
器は無用の高調波のような高周波成分と非線形処
理回路５２の動作に起因する急速な信号振幅遷移
に付随する歪成分を除去することにより鋸歯像を
平滑化すなわち平均化する。

垂直ピーキング濾過器１０１の設計は水平ピー
キング回路４０を含む櫛型濾波輝度信号処理路が
次に述べるように非線形処理回路５２と濾波器１
０１を含む垂直細部信号処理路に対して配置され
るようにすることにより容易になる。

第２図の信号処理回路が正常に動作するには信
号処理回路４０を含む電路からの信号と垂直処理
回路５２を含む垂直細部信号路からの信号が組合
せ回路４２に同時に到着し、その出力の再生輝度
信号が適正な振幅位相特性を示すようになること
が必要である。この同時到着は垂直処理信号路の
垂直ピーキング濾波器１０１に付随する信号遅延
に関連して水平処理路の遅延線８５により与えら
れる信号遅延により達せられる。この例では遅延
線８５と垂直ピーキング濾過器１０１に付随する
信号遅延が実質的に相等しい。

遅延線８５に付随する遅延の量は回路４０で処
理される信号に必要な水平ピーキング応答を決め
るに要する遅延量（この例で約140n秒）に相当
する。この遅延量は充分大きいため濾波器を含む
垂直信号処理路に必要な対応する信号（等化用）
遅延量が垂直ピーキング濾波器１０１を所要の濾
波特性に対する有効性能を持つように設計し得る
ほど大きくなる。すなわち濾波器１０１は約
1.0MHz以上の周波数の良好な除去性能と良好な
群位相遅延応答特性を保ちつつ約1.0MHzの充分
低いカツトオフ周波数を示すように設計すること
ができるほど充分大きな遅延を示すことできる。
低減濾波器１１２は処理回路５２と濾波器１０１
からの非線形処理された信号に付随する信号の遅
延と帯域幅に対し、トランジスタ１１０のベース
に合計された線形垂直細部信号の信号遅延と帯域
幅を整合させるためのものである。

このように垂直処理回路５２と垂直ピーキング
濾波器１０１に対する上記水平処理回路４０の遅
延線８５の配置は有効な垂直ピーキング濾波器の
設計を容易にし、信号遅延の等化を行うのを助け
る上、水平ピーキング回路４０で処理された信号
のピーキング特性を決定し、前述の遷移応動の問
題を解決する。

この発明の原理による垂直細部信号処理回路網
の他の回路構成も可能である。例えば垂直細部信
号処理回路５０を前述の米国特許第4295160号明
細書記載の非線形処理回路に置換することもでき
る。この場合もまた上述の理由により垂直ピーキ
ング濾波器１０１に対応する濾波器によつて非線
形処理された出力信号を濾波することが望まし
い。しかし第２図の垂直細部信号処理回路は、領
域の小振幅垂直細部信号に必要な一定利得を害
することなく領域，の中振幅および大振幅の
細部信号を可変抵抗１２５によつて利得制御する
ことができるため有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による信号処理装置を含むカ
ラーテレビ受像機の一部を示すブロツク図、第２
図はこの発明による信号処理装置を示す回路図、
第３図ないし第６図は第１図および第２図の信号
処理装置の動作を説明するための信号伝達応答特
性図である。 １５…櫛型濾波器、３０…第１の手段、４２…
第２の手段、３２，４０…第１の信号変換手段、
５２，５４…第２の信号変換手段、５２…非線形
信号処理回路、５８…利用手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画像走査線周波数の整数倍周波数位置に振幅
   ピークを持ち、その線周波数の1/2の奇数倍周波
   数位置に振幅ナルを持つ櫛型濾波された輝度信号
   を第１の出力に生成し、上記線周波数の1/2の奇
   数倍周波数位置に振幅ピークを持ち、その線周波
   数の整数倍周波数位置に振幅ナルを持つ櫛型濾波
   された信号を第２の出力に生成し、その第２の出
   力に生成される信号が上記第１の出力の上記櫛型
   濾波された輝度信号にない輝度垂直画像細部情報
   を表わす信号周波数を含むような櫛型濾波手段を
   含む、その周波数スペクトル中に画像表示輝度お
   よびクロミナンス成分が周波数間挿関係に配置さ
   れたビデオ信号を処理するテレビ受像方式におい
   て、上記櫛型濾波手段の上記第２の出力に結合さ
   れてクロミナンス信号周波数帯域を占める信号周
   波数を除き、垂直細部情報に対応する上記信号周
   波数を選択的に通過させ、これによつて上記櫛型
   濾波手段の上記第２の出力から垂直細部成分を引
   出す手段と、上記櫛型濾波手段の上記第１の出力
   の櫛型濾波された輝度信号を所定の大きさの上記
   垂直細部成分と組合せて復元された輝度信号を生
   成する第１の手段と、上記復元された輝度信号に
   応じてその信号の水平画像細部情報をピーキング
   し、出力に水平ピーキング処理された輝度信号を
   生成する第１の信号変換手段と、第２の信号変換
   手段であつて、上記第１の信号変換手段の信号路
   とは全く別の独立した信号路中に配設された非線
   形信号処理回路を含み、上記垂直細部成分に応じ
   て出力に水平画像細部ピーキング成分を全く含ま
   ない垂直細部ピーキング成分を生成するようにさ
   れた第２の信号変換手段と、上記第１および第２
   の信号変換手段の出力信号を組合せて水平垂直ピ
   ーキング処理された輝度信号を出力に生成する第
   ２の手段と、上記第２の組合せ手段の出力信号を
   受ける輝度信号利用手段とを含むビデオ信号処理
   装置。