JPH029515B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、広義にはカラー・テレビジヨン信
号の処理装置に関するものであり、特に主観的に
みて好ましいとされる上方部照射効果を与えるこ
とのできる再生されたカラー映像の垂直細部を非
対称な形で強調するための新規な装置に関するも
のである。

プリチヤード氏（Pritchard）の米国特許第
4096516号明細書中には、合成カラー・テレビジ
ヨン信号の輝度（ルミナンス）信号成分と色（ク
ロミナンス）信号成分とを分離するのに特に適し
た電荷結合装置（CCD）を使用したくし形フイ
ルタ装置について述べられている。共通のクロツ
ク信号によつて駆動され、共通の電荷加算器で終
端している長いCCD遅延線と短かいCCD遅延線
とによつて構成された信号路が並列に設けられて
いる。標準NTSC放送用信号を処理するのに適し
た図示の実施例では、カラー副搬送波周波数の３
倍の周波数（３×3.579545MHz、すなわち
10.738635MHz）に等しい周波数のクロツク信号
が、683 1/2段の長い２相遅延線および各々１段
の１対の短かい２相遅延線での電荷転送を制御す
るために使用されている。長い遅延線によつて転
送された電荷と短かい遅延線によつて転送された
電荷とを加算することによつて、線周波数の1/2
の奇数倍の位置に規則的に離れた谷間を持つ第１
のくし形フイルタ特性を得ることができる。くし
形波された輝度信号は第１の電荷加算器の出力
から取出される。長い遅延線によつて転送された
電荷と他方の短かい遅延線（その入力は位相反転
を受けている）によつて転送された電荷とを加算
することによつて、線周波数の1/2の偶数倍の位
置に規則的に離れた谷間を持つ第２のくし形フイ
ルタ特性を得ることができる。適当な帯域通過フ
イルタを使用することにより、第２の電荷加算器
の出力からくし形波された色信号をとり出すこ
とができる。また適当な帯域通過フイルタを使用
することにより、第２の電荷加算器の出力から垂
直細部信号を取り出すことができる。この垂直細
部信号は第１の電荷加算器から取り出されたくし
形波された輝度信号と再合成される。

上述のくし形フイルタ装置を使用した受像機に
おいて、各別に取出すことのできる垂直細部情報
を使用することにより、受像機自体に「垂直ピー
キング」すなわち輝度成分の垂直細部情報を増強
する機能を持たせて映像の垂直のシヤープさすな
わち高解像度を得ることができる。放送局側で、
信号の送信に先立つて上記のような垂直ピーキン
グを導入するためのいわゆる垂直アパーチヤ補正
はよく知られている。しかしながら、通常の垂直
アパーチヤ補正は対称な垂直ピーキングを与える
ために２−Ｈ形くし形フイルタ（２個の１−Ｈ遅
延線を使用する）を使用し、垂直走査の方向に黒
から白への変化、白から黒への変化の双方に対し
てアンダーシユートとオーバーシユートの両方を
付与していた。

この発明の原理によれば、１−Ｈくし形フイル
タから得られる垂直細部情報が相対的に増強され
且つこの垂直細部情報が同じように１−Ｈ形くし
形フイルタから取出されたくし形波輝度信号
と、非対称な垂直ピーキング特性が得られる極性
関係をもつて再合成される垂直細部増強装置を提
供することができる。この場合、オーバーシユー
トは垂直走査の方向に黒から白への変化に対して
のみ与えられ、アンダーシユートは垂直走査の方
向に白から黒への変化に対してのみ与えられる。
その結果、明るい対象物の上端部を明るく強調
し、下側を暗くするように場面を上から照射する
効果を与えることにより、垂直のシヤープさを一
段と改善することができる。この効果は、室内で
あれ屋外であれ目につく殆んどの場面は上から照
射されているという実生活での経験と極めてよく
調和し、主観的に非常に好ましいとされるもので
ある。

以下、図を参照しつつこの発明を詳細に説明す
る。図示の実施例では、テレビジヨン受像機のビ
デオ検波器によつて生成された合成カラー・ビデ
オ信号は前述のプリチヤード氏の米国特許第
4096516号明細書に示されているような形式の
CCDくし形フイルタ回路１１の合成ビデオ入力
端子CVに供給される。図中点線で囲む回路１１
は単一モノリシツク集積回路上に容易に構成する
ことができる。

回路１１は、端子CVに供給される信号に応答
して各CCD遅延線の入力に合成ビデオ信号を供
給するための３個の減衰器、すなわち非反転減衰
器１３および１５、反転減衰器１７を有してい
る。CCD遅延線は、短遅延線１９（Ｎ段）、長遅
延線２１（Ｎ＋682 1/2段）、および短遅延線２
３（Ｎ段）からなつている。これらの遅延線はカ
ラー副搬送波周波数（3.579545MHz）の３倍の周
波数（10.738635MHz）に等しい周波数をもつた
クロツク信号φ₁，φ₂によつて２相クロツク作用
を受けるものとされている。上記のクロツク信号
φ₁，φ₂はクロツク制御入力端子CLに供給される
適当な周波数のクロツク制御信号を受けてクロツ
ク駆動器２４によつて発生される。回路１１の図
示の実施例では、短遅延線１９および２３は各々
１遅延段からなり、長遅延線２１は683 1/2段か
らなる。遅延線１９および２１の出力の遅延量の
違いは合成ビデオ信号の線周波数による期間
（63.555マイクロ秒）に相当し、遅延線２１と２
３の出力における遅延量の違いも同様である。

短遅延線１９の転送された電荷出力は長遅延線
２１の転送された電荷出力と第１の電荷加算器２
５において加算される。短遅延線２３の転送され
た電荷出力は長遅延線２１の転送された電荷出力
と第２の電荷加算器２７で加算される。電荷加算
器２５，２７、遅延線１９，２１，２３として動
作する装置、およびこれらの遅延線に信号を入力
させる装置の好ましい構造については、カーンズ
氏（J.Carnes）等の米国特許出願第930379号明細
書中に詳細に述べられている。

短遅延線１９の少ない遅延を受けた出力信号は
その時点における線情報を表わしているものと見
れば、長遅延線２１の大きな遅延を受けた出力信
号は遅延量の差1Hの期間からみてその１本前の
線情報を表わしていることは明らかである。これ
らの遅延線への入力の処理が同じ（非反転）であ
ると、電荷加算器２５はそのときの線信号と１本
前の線信号との真の加算となる。このような加算
により、線周波数の1/2の奇数倍で通過阻止谷間
をもつた応答特性を示すくし形フイルタを構成す
ることができる。従つて、第１の電荷加算器２５
の出力におけるベースバンド成分は、間挿された
色（クロミナンス）信号成分の存在しないくし形
波された輝度信号からなる。しかしながらこの
輝度信号の垂直細部情報は失なわれている。

これに対して遅延線２１および２３への入力信
号は異つた処理を受けているため、第２の電荷加
算器２７は隣接する線信号に対して実効的に減算
操作を施こすことになる。このような減算によ
り、線周波数の1/2の偶数倍で通過阻止谷間をも
つた応答特性を示す形式のくし形フイルタが構成
される。従つて、第２の電荷加算器２７の出力に
現われるベースバンド成分は間挿された高周波輝
度信号成分のない（しかし低周波垂直細部信号は
含まれている）くし形波された色信号成分から
なる。

第２の電荷加算器２７の出力はサンプル・ホー
ルドおよび増幅回路３３に供給され、加算器２７
のくし形波されたベースバンドの映像を表わす
信号成分のレベルを、クロツク信号、その高調
波、それらに付帯する側帯波成分に相当する高い
周波数成分に対して引上げるように信号変換を行
なう。図中の説明から明らかなように、このよう
信号変換は回路３３で実行され、その出力端子
Ｃ，C′にはベースバンド成分の全体の極性が反転
したものが現われる。

第１の電荷加算器２５の出力もサンプル・ホー
ルドおよび増幅回路３１に供給される。この回路
３１の機能も先の回路３３のそれと同様である。
しかしながら電荷加算器２５の出力信号は２クロ
ツク遅延段からなるものとして示されている遅延
回路２９を経て取出されている。この遅延回路２
９は後程説明するフイルタの遅延を補償する目的
で設けられたものである。図中にも示されている
ように、回路３１では出力端子Ｌに非反転状態で
信号の変換が行なわれる。これは回路３３におけ
る信号が反転変換であるのと対照をなすものであ
る。

端子Ｌに現われる信号は低域通過フイルタ３５
に供給される。０乃至4MHzの通過帯域を有する
場合には、フイルタ３５は広帯域くし形波され
た輝度信号を通過させるが、クロツク信号に伴な
う高周波成分を阻止する。低域通過フイルタ３５
の出力は垂直細部情報と再合成するために加算器
４１に供給される。

垂直細部情報は端子C′に結合された低域通過フ
イルタ３７によつて選択的に通過させられる。フ
イルタ３７の遮断周波数（例えば1.8MHz）はク
ロツク信号に伴なう高周波成分と同様に色成分を
も確実に取除くことができるように定められてい
る。フイルタ３７の出力は垂直細部処理回路４３
に供給される。この垂直細部処理回路４３は加算
器４１に垂直細部信号を供給する。フイルタ３７
の通過帯域はフイルタ３５の通過帯域よりも狭
く、その結果、大きな遅延を導入することは明ら
かである。このようなフイルタの遅延量の相違を
補償するために前述の遅延回路２９が設けられて
いる。

この発明による「垂直ピーキング」の目的のた
めには、取除かれた垂直細部情報を単に再生する
のに適した利得をもつて変換された垂直細部信号
を加算器４１に供給したのでは不充分である。む
しろ、単なる再生に適した利得よりも大きな利得
をもつて処理回路４３で信号変換を行ない、垂直
細部の強調を行なう必要がある。図中に説明され
ているように、処理回路４３による信号変換は非
反転形である。

垂直細部強調効果を理解するために、ここで加
算器４１の各入力となるそのときの線信号と１本
前の線信号の相対的な極性について考えてみる必
要がある。基準として、くし形波された輝度信
号入力を構成するそのときの線信号および１本前
の線信号の極性を同じ正極性と考えると、電荷加
算器２７は正の１本前の線情報を負のそのときの
線情報と加算する、すなわち加算器２７の出力は
１本前の線情報からそのときの線情報を差引いた
ものと見ることができる。これに関連して回路３
３の反転された出力はそのときの線情報から１本
前の線情報を差引いたものとなる。処理回路４３
の動作が非反転モードであることから見て、加算
器４１への垂直細部信号入力は、増強されたその
ときの線情報から増強された１本前の線情報を差
引いたものとなる。

そのときの線情報が１本前の線情報と異なると
き、すなわち垂直走査方向の変化が現われたとき
に加算器４１でどのような事が生ずるか考えて見
る。フイルタ３５から供給される増強されていな
いそのときの線情報は処理回路４３から供給され
る増強されたそのときの線情報によつて増強され
る。フイルタ３５から供給される増強されていな
い１本前の線情報は、処理回路４３から供給され
る反対極性の増強された１本前の線情報と加算さ
れ、その結果１本前の線情報と反対極性の情報が
得られる。このように上記反対極性の情報とその
ときの線情報が加算されて、最終的には新しい情
報すなわちそのときの線情報の方向に過渡的な誇
張された振動が得られる。従つて、垂直走査の方
向の変化が黒から白であれば、白方向の過振動、
すなわちオーバーシユートが発生する。垂直方向
の変化が白から黒の方向であれば、黒方向の過振
動、すなわちアンダーシユートが現われる。

上記の点を第２図を参照して模型的に説明す
る。同図で、縦軸は輝度信号の振幅を単位０、
１、２…で示し、横軸は走査線の番号を示す。ま
た、第２図は画面上のある部分の明るさが垂直方
向に明→暗→明と変化するときの各走査線の輝度
信号の変化の様子を示す。

第２図ａは短遅延線１９の出力に現われるその
ときの各走査線の輝度信号Y_oの大きさを示し、
走査線１，２では単位２、走査線３では単位１、
走査線４，５，６で単位０、走査線７で単位１、
走査線８以後は単位２である。

第２図ｂは長遅延線２１の出力に現われる1H
前の各走査線の輝度信号Y_o-1の大きさを示す。

第２図ｃは端子Ｌより低域通過フイルタ３５を
経て加算器４１に供給される合成輝度信号、すな
わちくし形濾波された輝度信号Y_o＋Y_o-1を示す。
第２図ａでは、一定の白レベル（単位２）から黒
または灰レベル（単位０）へ、または黒または灰
レベル（単位０）から一定の白レベル（単位２）
へ変化するのに走査線２本を使つているのに対
し、第２図ｃの合成輝度信号Y_o＋Y_o-1では、一
定の白レベル（単位４）から黒または灰レベル
（単位０）へ、または黒または灰レベルから一定
の白レベルへ変化するのに走査線３本を要する。
このため、合成輝度信号Y_o＋Y_o-1では画面上で
の明るさの変化が緩慢に見える。

第２図ｄは垂直細部処理回路４３の利得Ｋを例
えば２としたときの該垂直細部処理回路４３の出
力信号である垂直細部信号２（Y_o−Y_o-1）を示
す。この垂直細部信号は上記のくし形濾波により
失なわれた低周波領域の成分を回復するものであ
る。同図から明らかなように、利得Ｋ＝２で増幅
された垂直細部信号は、実際の垂直細部信号より
も大で、走査線３，４ではその振幅の単位は−
２、走査線７，８では振幅の単位は２とある。

第２図ｅは合成輝度信号Y_o＋Y_o-1と増幅され
た垂直細部信号２（Y_o−Y_o-1）とを加え合わせ
て得られた黒方向への過振動、すなわちアンダー
シユート２、および白方向への過振動、すなわち
オーバーシユート４をもつた輝度信号Ｙを表わ
す。このように、画面の明るさが垂直方向に明か
ら暗に変化するときにアンダーシユート２が生
じ、暗から明に変化するときにオーバーシユート
４が生じる各特性をここでは非対照垂直ピーキン
グ特性と称す。

この発明によれば、上記のようにくし形濾波し
て得られた輝度信号Y_o＋Y_o-1に、０〜1.8MHzに
おけるＫ（Y_o−Y_o-1）を加えたことにより、画面
の明るさが垂直方向に明から暗に変化するときに
輝度信号処理回路５３を経てマトリツクス５５に
供給される信号にアンダーシユート２が現われ、
このアンダーシユート２によつて画像にシヤドウ
効果を与えることができる。また、画面の明るさ
が垂直方向に暗から明に変化するときに上記Ｙ信
号にオーバーシユート４が現われ、このオーバー
シユート４によつて画像にハイライト効果を与え
ることができる。上記のハイライト効果とシヤド
ウ効果とにより、明るい対照物の画像の上端部を
明るく強調し、下端部を暗くして、上方部照射効
果を与えることができる。さらに、上記オーバー
シユート４およびアンダーシユート２により、マ
トリツクス５５に供給される輝度信号の変化が急
になり、垂直解像度が一層改善され、極めてシヤ
ープな画像が得られる。

くし形フイルタ回路１１の端子Ｃの信号出力
は、遅延回路３９および増幅器４５を経て帯域通
過フイルタ４７の入力に供給され、くし形波さ
れた色信号成分を選択的に通過させ、一方、低周
波垂直細部情報およびクロツク信号に伴なう高周
波成分を除去する。帯域通過フイルタ４７の出力
は通常の色信号処理回路４９に供給され、マトリ
ツクス５５に供給される色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙ，Ｇ−Ｙを発生する。マトリツクス５５中で各
色差信号とＹ信号とを組合せて作られた赤、青、
緑のカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂは通常のカラー映像再
生装置５７に供給され、カラー映像を生成する。
これまでの装置と同様にＹ信号は表示された映像
の輝度を制御し、一方色差信号は映像の色（色
相、飽和度）を決定する。遅延回路３９によつて
与えられる遅延は帯域通過フイルタ４７によつて
与えられる遅延に加えられ、マトリツクス５５に
至る電路中で輝度信号に与えられる遅延量と整合
した遅延量を色情報電路に与える。

上記の情報の極性に関する説明によつて、ここ
で述べたような非対称性をもつた好ましい垂直ピ
ーキング効果を得るためには、加算器４１に供給
される垂直細部入力信号は、増強されたそのとき
の線情報がくし形波された輝度信号から取出さ
れた増強されない情報と同極性となるようにする
ことが適当である。上に述べた例以外の異つた反
転および非反転信号変換装置の配置のし方（例え
ば、回路３１および３３を共に非反転、処理回路
４３を反転、あるいは回路３３および処理回路４
３を共に非反転、回路３１を反転する等）でも上
記の効果を得ることができる。

この発明の簡単な実施例では、垂直細部処理回
路４３に直線増幅特性を持たせることにより、処
理回路４３は、加算器４１に供給される垂直細部
信号をフイルタ３５から供給される信号情報に関
して所望のレベルに増強させるために必要とする
利得でもつて上記垂直細部信号を増幅する直線増
幅器として動作することもできる。しかしなが
ら、この発明の好ましい実施例では、処理回路４
３によつて与えられる信号変換に非直線的な増幅
特性を持たせることとが好ましい。これについて
は「ビデオ信号の制御可能な非直線処理
（Controllable Non−Linear Processing of
Video Signals）」という名称でラゴニ氏（W.
Lagoni）が米国において出願した米国特許出願
第38015号（「ビデオ信号処理装置」という名称で
本願と同日付で日本でも出願済み）明細書中に述
べられている。このような実施例では、処理回路
４３は、中間の範囲の振幅をもつた入力信号に対
しても垂直細部を増強するのに適した大きさの利
得でもつて垂直細部信号を処理することができ
る。しかしながら上記の範囲以下の振幅に対して
は、利得は垂直細部を再現するのに適したものと
なり、上記の範囲を越える振幅に対しては、利得
は垂直細部を再現するのに適した大きさ以下のも
のとなる。このような効果を得るのに適した処理
回路４３の回路構成については先に示したラゴニ
氏の米国特許出願明細書中に詳述されている。

色信号処理回路４９の出力端子R′には、例え
ば入力信号のカラー同期バーストに位相ロツクさ
れたクリスタル制御発振器によつて発生されるカ
ラー副搬送波周波数（例えば3.579545MHz、一般
に3.58MHz）の基準発振信号が現われる。端子
R′に現われる基準信号に応動する周波数３逓倍
器５１は所望のクロツク周波数をもつた出力を発
生し、これをクロツク制御入力端子CLに供給す
る。周波数３逓倍器５１としては、例えば本願発
明者のプリチヤード氏が「周波数逓倍器
（Frequency Multiplier）」という名称で米国に
おいて出願中の米国特許出願第38291号（「周波数
逓倍装置」という名称で本願と同日付でも出願済
み）明細書に述べられているような形式のものが
好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による垂直細部増強装置を具
えたカラー・テレビジヨン受像機の一部をブロツ
クの形で示した図、第２図は第１図のテレビジヨ
ン受像機によつて上方部照射効果が得られる理由
を説明する図である。 ｛１９……CCD遅延線、２１……CCD遅延線、
２５……電荷加算器｝第１の1H形くし形フイル
タ、｛２１……CCD遅延線、２３……CCD遅延
線、２７……電荷加算器｝第２の1H形くし形フ
イルタ、４１……信号加算器、３５……比較的帯
域幅の広い信号路、３７……比較的狭帯域の信号
路、５３……輝度信号処理回路（利用手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ そのときの線ビデオ信号とそれに先行する線
   ビデオ信号との和のみを表わす出力を発生する第
   １の1H形くし形フイルタと、 そのときの線ビデオ信号とそれに先行する線ビ
   デオ信号との間の差のみを表わす出力を発生する
   第２の1H形くし形フイルタと、 信号加算器と、 所定の通過帯域と所定の利得とを有し、上記第
   １のくし形フイルタと上記加算器との間に結合さ
   れ、上記の和を表わす出力を所定の極性をもつて
   上記加算器に導くための比較的広い帯域幅の信号
   路と、 上記所定の通過帯域のうちの低い周波数部分の
   みに制限された通過帯域を有し、上記第２のくし
   形フイルタと上記加算器との間に結合された比較
   的狭い帯域幅の信号路と、 上記加算器の出力を再生された映像の輝度を制
   御するために利用する手段とからなり、 上記加算器と上記比較的広い帯域幅の信号路お
   よび比較的狭い帯域幅の信号路とは、白方向の過
   振動（オーバーシユート）は垂直走査の方向に黒
   から白への変化にのみ伴ない、黒方向の過振動
   （アンダーシユート）は垂直走査の方向に白から
   黒への変化にのみ伴なうような態様で上記ビデオ
   信号の非対称垂直ピーキングを与える非対称垂直
   ピーキング手段を形成し、また上記比較的狭い帯
   域幅の信号路は上記差を表わす出力を上記加算器
   に、上記差を得るための上記そのときの線ビデオ
   信号成分が上記所定の極性をもつて上記加算器に
   現われるように供給し、さらに少なくとも上記差
   を表わす出力部分に対しては上記所定の利得より
   も大きな利得を与えるものであり、それによつ
   て、処理されたビデオ信号は垂直方向の変化のシ
   ヤープさを改善し且つ上方部照射効果を奏するこ
   とができる、 テレビジヨン受像機における信号処理装置。