JPH04265075A - 黒レベル補正回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビ受信機の映像信号
処理に係り、特に黒レベルを安定再生するのに好適な黒
レベル補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の黒レベル補正回路としては、特開
昭６０−４３９７２号に記載のような構成が公知例とし
て知られている。

【０００３】図８は、この従来例の信号処理ブロック図
であり、図９はこれを簡略化したブロック図、図１０は
従来の黒ピークレベル入出力特性および信号入出力特性
図、図１１は従来の入出力特性および入出力特性図であ
る。

【０００４】従来の黒レベル補正回路は、図８に示すよ
うに、ＤＣオフセット調整を含む１倍アンプ１２と、ペ
デスタルクランプ回路１４と、入力映像信号より所定の
レベル以下でかつペデスタル以上の信号を検出する黒検
出回路６と、映像信号期間の信号のみを取り出すための
ブランキング回路１５と、これにより取り出された映像
信号期間内の黒ピークレベルを検出、ホールドする黒ピ
ークホールド回路９と、その黒ピークレベルとペデスタ
ルレベルを比較する黒−ペデスタル比較回路８と、黒検
出回路６と黒−ペデスタル比較回路８により制御される
ゲインコントロールアンプ７と、この出力を１倍アンプ
１２の出力に加算して黒レベル伸長を行う加算器１３と
、ペデスタル基準電圧源１８および黒検出クリップレベ
ル基準電圧源１９による構成となっていた。また、ここ
で直流伝送率補正回路１６は、後段に接続される映像出
力回路の電源電圧変動等による見かけ上の直流伝送率変
動を吸収、補正するためのものであり、ピーク検出リミ
ッタ１７は、チャンネル切換時や入力信号切換時等にお
ける大振幅ノイズによる誤動作を防ぐもので、これらは
今回の黒レベル補正動作説明には直接的には関係しない
ため以後省略する。

【０００５】次に、この従来の黒レベル補正回路の動作
説明のため、図８を簡略化した構成図を図９に示す。図
９において、ペデスタルクランプ回路、ブランキング回
路等は省略してあるが、動作はクランプされたペデスタ
ルレベルを基準としており、黒ピーク検出はブランキン
グ回路により、ブランキング期間はマスクされた映像信
号期間の信号より行われることとし、また黒伸長アンプ
４は図８において点線で囲んだ部分、すなわち１倍アン
プ１２と加算器１３に等価な動作を行う回路とする。

【０００６】図９において、信号入力１より入力された
映像信号は、黒伸長アンプ４および黒検出回路６に入力
される。さらに黒伸長アンプ４の出力は、信号出力３か
ら映像信号出力として出力されると同時に黒ピークホー
ルド回路９に入力され、出力映像信号内の黒ピークレベ
ルが検出、保持され、黒−ペデスタル比較回路８に入力
される。黒−ペデスタル比較回路の比較出力はゲインコ
ントロールアンプ７に制御信号として供給され、ゲイン
コントロールアンプ７は先の黒検出回路６により検出さ
れた映像信号内の所定のレベル（ＢＴＨ）以下の黒信号
を先の比較回路による制御信号によりゲインコントロー
ルして黒伸長アンプ４に黒伸長信号を供給する。さらに
黒伸長アンプ４においては、このゲインコントロールア
ンプ７より供給された黒伸長信号と入力信号を加算し、
黒レベル伸長を行う。

【０００７】従って、このような構成をとることにより
、映像信号出力の黒ピークとペデスタルとの差が無くな
るようにループが動作するため、この結果、黒ピークと
ペデスタルが一致した状態で、モニター受信機において
黒再生が行われる。

【０００８】図１０は、この従来の黒レベル補正回路の
黒ピークレベル入出力特性および映像信号の入出力特性
を示したものである。（ａ）は黒ピークレベルの入出力
特性を示しており、ＢＴＨは映像信号中の黒検出のスレ
ッショルドレベルを示しており、一般的には５０ＩＲＥ
程度が選ばれることが多い。また、この図においては図
９におけるゲインコントロールアンプ７の最大ゲインを
１倍としたため、ＢＴＨ以上の黒レベルに対する入出力
特性は傾き１倍であるのに対し、ＢＴＨ／２〜ＢＴＨに
かけての入出力特性の傾きは１＋１＝２倍となっている
。従って、この場合の黒ピークレベルの入出力特性は、
０（ペデスタルレベル）〜ＢＴＨ／２までの領域の入力
に対しての出力レベルはペデスタルレベル、ＢＴＨ／２
〜ＢＴＨまでの領域の入力に対しての出力レベルは（入
力レベル）×２−ＢＴＨ、ＢＴＨ以上の入力に対しては
（入力レベル）＝（出力レベル）となる。従って、この
図のようにゲインコントロールアンプの最大ゲインを１
倍とした場合には誤差フィードバックにより、黒ピーク
レベルをペデステルレベルに一致させられる入力黒ピー
クレベルはＢＴＨ／２以下ということになる。ゲインコ
ントロールアンプの最大ゲインをさらに大きくすると、
ＢＴＨ／２より大きくすることも可能であるが、非線形
特性により画面が不自然になるため、本図のように通常
はゲインコントロールアンプのゲインは１倍前後に設定
されることが多い。 （ｂ）は、（ａ）の黒ピークレベル入出力特性に基づく
映像信号の入出力特性を示したものである。入力レベル
が黒検出のスレッショルドＢＴＨ以上の時は、黒レベル
伸長動作は行われないため入出力特性は傾き１倍で変化
はない。しかし、ＢＴＨ以下の信号レベルにおいては黒
ピークレベルに応じた黒レベル伸長動作が行われ、その
入出力特性は、入力信号内の黒ピークレベルが相当する
（ａ）の黒ピークレベル入出力特性曲線上の一点と、（
ＢＴＨ，ＢＴＨ）点を結ぶ半直線となる。すなわち、（
ｂ）図中に示すように、入力黒ピークレベルが０、すな
わちペデスタルレベルの時は黒伸長は行われず０〜ＢＴ
Ｈの入出力特性もｇ０で示すように傾き１倍の直線とな
り、入力信号の黒ピークレベルがペデスタルより高くな
るに従ってｇｍａｘに向かって傾きが急になっていき、
黒ピークレベルがＢＴＨ／２以上では伸長量最大のｇｍ
ａｘとなる。また、ここで出力の負側まで伸長時の直線
を伸ばしてあるのは、黒ピークホールド回路の検出幅よ
り細い黒信号に対する動作を示すためである。

【０００９】次に図１１の入出力波形図を用いて、この
従来技術の動作を説明する。ここで（ａ）は入力映像信
号の平均画像レベルが高い場合、（ｂ）は平均画像レベ
ルが低い場合の波形応答を示したものであり、いずれも
黒ピークレベルはほぼＢＴＨ／２とした。

【００１０】（ａ）に示すように平均画像レベルが高く
、ＢＴＨ以上の信号が含まれる映像信号Ｓｉｎ１が入力
された場合は、図中に示す一次折線の入出力特性により
、黒ピークレベルは出力でペデスタルレベルにまで伸長
され、Ｓｉｎ１の斜線で示すＢＴＨ以下の黒信号も、こ
れに応じて伸長され、Ｓｏｕｔ１で示される映像信号出
力が得られ、ＢＴＨ以上の信号は加工されないことから
、ＢＴＨ以上の映像信号のピーク値および安定な色再現
性を損うことなく、またダイナミックレンジを十分に活
かした安定な黒レベル再生を行うことができる。次に（
ｂ）に示すように平均画像レベルが比較的低く、ＢＴＨ
以上の信号が全く含まれない映像信号Ｓｉｎ２が入力さ
れた場合は、黒ピークレベルが（ａ）の場合と同じとす
ると、（ａ）と同様の一次折線の入出力特性により、同
様に黒ピークレベルは出力でペデスタルレベルまで伸長
され、Ｓｉｎ２の斜線で示すＢＴＨ以下の黒信号も、こ
れに応じて伸長され、Ｓｏｕｔ２で示される映像出力信
号が得られる。従ってこの場合においては、黒ピークレ
ベルがペデスタルに一致すると同時に信号内のピーク値
も黒伸長を受けるため、画面全体に黒つぶれを起こすと
同時に、これにより色飽和度も高い方向に移行するため
、色再現性を損うことになる。

【００１１】すなわち、従来方式においてはＢＴＨ以上
の信号を含まない平均画像レベルの低い映像信号に対し
ては、効果と同じに弊害も大きかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、上記従来技術
では、映像信号の平均画像レベルや信号内のピークレベ
ルに対する配慮がされておらず、平均画像レベルが低い
信号や信号内のピークレベルが低い映像信号が入力され
た場合、画面全体の黒つぶれやそれに伴う色飽和度の変
化が生じ、再生画像の画質が劣化するという問題があっ
た。

【００１３】本発明の目的は、従来技術の特徴であると
ころの平均画像レベルが高い場合の安定した黒レベル再
生を確保したままで、平均画像レベルが低い場合も安定
かつ最適な黒レベル再生を行うことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、黒レベル伸
長量を、従来の黒ピークレベルと黒検出スレッショルド
レベルに加えて、入力映像信号の平均画像レベルに応じ
て制御することにより達成される。

【００１５】また、入力映像信号の平均画像レベルの代
わりに、映像信号をコントラスト制御し反転した反転輝
度信号（−Ｙ信号）の平均画像レベルを用いても同様に
目的を達成することができる。

【００１６】

【作用】この目的達成に関連した作用を述べれば、次の
如くである。

【００１７】映像信号の平均画像レベルは映像信号期間
の平均値であり、全黒信号（全体がペデスタルレベル信
号）の０％から、全白信号（全体が１００％白信号）の
１００％まで映像内容によって変化する。従って一般的
に、黒検出スレッショルドよりも高いレベルの信号信号
を多く含む映像信号は平均画像レベルが高く、逆に黒検
出スレッショルドよりも高いレベルを含まない映像信号
は当然平均画像レベルが低くなる。

【００１８】ゆえに、映像信号の平均画像レベルにより
、従来の黒レベル伸長動作の弊害の有無は予測できる。 従って、この検出した平均画像レベルにより、黒レベル
伸長量を平均画像レベルが高いとき大きく、平均画像レ
ベルが低いときは黒レベル伸長量を小さくするよう制御
することで、平均画像レベルが低い場合も画面全体の黒
つぶれや、これによる色再現性の劣化を軽減することが
できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。

【００２０】図１〜図７において、図８および図９に示
した従来回路例のそれと同等のものについては同一の番
号を付してある。

【００２１】図１は本発明の基本構成の一部である黒伸
長量可変形の黒レベル伸長回路のブロック図、図２は図
１の黒伸長レベルコントロール特性を示した黒ピークレ
ベル入出力特性図である。

【００２２】まず、本発明の全体構成を説明する前に、
この図１、２により黒伸長量の可変化について説明する
。図１に示すように、先に図９に示した簡略化した黒レ
ベル補正回路のゲインコントロールアンプ７と黒伸長ア
ンプ４の間に、黒伸長レベルコントロール入力２により
制御されるゲインコントロールアンプすなわち黒伸長レ
ベルコントロールアンプ５を挿入した構成となっている
。この黒伸長レベルコントロールアンプ５は、コントロ
ール入力２により、ゲインコントロールアンプ７より黒
伸長信号を０〜１倍の比率でゲインコントロールした後
、黒伸長アンプ４に供給する。このような構成をとるこ
とにより、従来は図１０（ａ）のように固定であった黒
ピークレベル入出力特性は、図２に示すように、黒伸長
レベルコントロール最大時にとる従来と同様な特性のｇ
ｃｍａｘから、レベルコントロール最小時にとるｇｃｍ
ｉｎ，すなわち黒伸長０の入出力リニア特性まで可能と
なる。

【００２３】次に本発明第１項の実施例について説明す
る。

【００２４】図３は本発明第１項の基本構成ブロック図
、図４は本発明の特徴である平均画像レベル検出回路の
検出平均画像レベルによる黒伸長レベルコントロール量
制御特性の一例、図５は本発明により平均画像レベル制
御された黒ピークレベル入出力特性図、図６は本発明に
よる黒レベル補正回路の入出力特性および入出力波形図
を示したものである。

【００２５】本発明第１項の基本構成は図３に示すよう
に、先に説明した図１の黒伸長量可変形の黒レベル伸長
回路の映像信号入力１と黒伸長レベルコントロール回路
５の制御入力２との間に平均画像レベル検出回路１０を
加えた構成となっている。この構成をとることにより、
黒伸長レベルコントロール回路５は、入力映像信号の平
均画像レベルにより制御されるため、黒伸長アンプ４で
の黒伸長動作も同様に入力映像信号の平均画像レベルに
より制御されることになる。この平均画像レベル検出回
路１０による入力平均画像レベル対黒伸長レベルコント
ロール回路制御出力の関係を、図４に示すように平均画
像レベルが大となるに従って制御量も大となるとすれば
、図３の構成による黒ピークレベル入出力特性は、図５
に示すように平均画像レベルが高いときは従来と同様に
黒伸長特性が強く、平均画像レベルが低くなるに従って
黒伸長特性が弱くなり、入出力特性がリニア特性に近づ
くことになる。

【００２６】次にこの図５の黒ピーク入出力特性を基に
図６の入出力波形図により本発明による黒レベル補正動
作を説明する。

【００２７】図６は従来技術と比較するため、先に述べ
た図１１と同様な入力信号に対する波形応答を示したも
ので、（ａ）は入力映像信号の平均画像レベルが高い場
合、（ｂ）は平均画像レベルが低い場合を示したもので
ある。

【００２８】（ａ）に示すように平均画像レベルが高い
場合は、黒伸長レベルコントロール量も大となっている
ため、図中に示す一次折線で近似される信号入出力特性
のスレッショルドレベルＢＴＨ以下の傾きも図１１（ａ
）に近いものとなっているため、入力映像信号Ｓｉｎ１
に対する出力映像信号Ｓｏｕｔ１も図１１（ａ）とほぼ
同等となる。次に（ｂ）に示すように平均画像レベルが
比較的低い場合は黒伸長レベルコントロール量も小とな
っているため、信号入出力特性のスレッショルドレベル
ＢＴＨ以下の傾きは（ａ）に比べて小さくなる。従って
入力映像信号Ｓｉｎ２の黒ピークレベルもペデスタルレ
ベルまでは伸長されない代りにＳｉｎ２の斜線で示すＢ
ＴＨ以下の黒信号の伸長も抑えられ、特に黒伸長による
信号内の白側ピーク値への影響が少なく、かつある程度
の黒ピークレベルの伸長により黒ピーク側へのダイナミ
ックレンジの拡大が行われた出力映像信号Ｓｏｕｔ２を
得ることができる。また、黒ピークホールド回路で検出
される黒ピークレベル以下の細い（周波数の高い）信号
に対する弊害も少ない。

【００２９】従って、本例によれば、入力映像信号の平
均画像レベルに応じて黒レベル伸長特性を変化させるこ
とにより、従来技術の特徴であるところの平均画像レベ
ルが高い場合の安定した黒レベル再生を行うとともに、
平均画像レベルが低い場合の安定かつ最適な黒レベル再
生も達成できるため、平均画像レベルによらない安定し
た黒レベル再生を実現できるという効果がある。また、
平均画像レベルが低い場合にも黒伸長により信号内の白
側ピーク値が受ける影響が少ないため色飽和度等に及ぼ
す影響も少なく、これにより色再現性の安定化の効果も
ある。

【００３０】次に本発明第２項について説明する。

【００３１】図７は本発明第２項の基本構成ブロック図
を示したものである。第１項の基本構成である図３との
違いは、図３では平均画像レベル検出回路１０は入力映
像信号より検出した平均画像レベルにより黒伸長レベル
コントロール回路５を制御していたのに対し、図７にお
いては平均画像レベル検出回路１０は反転輝度信号（−
Ｙ信号）入力１１より入力された反転輝度信号（−Ｙ信
号）より検出した平均画像レベルにより黒伸長レベルコ
ントロール５を制御する構成となっている。

【００３２】この構成においても、基本的な動作は先に
図４から図６を用いて説明した本発明第１項とほぼ同様
の効果を得ることができる。さらに、この構成における
特徴は、出力映像信号をコントラスト制御し反転した反
転輝度信号（−Ｙ信号）を用いることで、画面に再生さ
れる画像内容および再生画像のダイナミックレンジに応
じた制御特性も可能であり、また、出力映像信号を処理
した信号であるため、さらに、軽いフィードバック制御
を行うことができるという効果もある。

【００３３】また、以上の実施例で述べてきた構成のう
ち、図１に示した黒伸長量可変形の黒レベル伸長回路は
既にＩＣ化されており、本発明に関しては、このＩＣと
平均画像レベル検出回路の組合せにより容易に実現が可
能である。この平均画像レベル検出回路も、図には示し
ていないが、映像信号のブランキング期間マスク回路あ
るいはペデスタルレベル以上の信号検出回路（すなわち
スライス回路等）とローパスフィルタ等で構成される積
分回路により容易に実現できる。さらに、本発明の構成
は既に大部分がＩＣ化されているように、全体としても
ＩＣ化に適しているといえる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平均画像レベルが低い映像信号に対しても、黒つぶれや
色再現性劣化の少ない黒レベル補正を行うことができる
ので、テレビ受信機やモニターテレビ等の映像信号処理
に適用した場合、平均画像レベルに応じた最適な黒レベ
ル再生ができるため、これらの映像機器の画質向上に大
きな効果がある。

【００３５】また、本発明により解決される平均画像レ
ベルが低い映像信号（例えば映画ソフト等）には、黒ピ
ークホールド回路で検出される黒ピークレベル以下の細
い信号を含むことも多く、かつこれが信号内容として重
要なこともあるため、これらの階調の確保という点でも
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成の一部である黒伸長量可変形
の黒レベル伸長回路のブロック図

【図２】図１の黒伸長レベルコントロール特性を示した
黒ピークレベル入出力特性図

【図３】本発明第１項の基本構成ブロック図

【図４】本
発明の特徴である平均画像レベル検出回路の検出平均画
像レベルによる黒伸長レベルコントロール量制御特性の
一例

【図５】本発明により平均画像レベルコントロールされ
た黒ピークレベル入出力特性図

【図６】本発明による黒レベル補正回路の入出力特性お
よび入出力波形図

【図７】本発明第２項の基本構成ブロック図

【図８】従
来の黒レベル補正回路のブロック図

【図９】図８を簡略
化したブロック図

【図１０】従来の黒ピークレベル入出力特性および信号
入出力特性図

【図１１】従来の入出力特性および入出力波形図

【符号の説明】

１…信号入力、２…黒伸長レベルコントロール入力、３
…信号出力、４…黒伸長アンプ（加算アンプ）、５…黒
伸長レベルコントロール回路、６…黒検出回路、７…ゲ
インコントロールアンプ、８…黒−ペデスタル比較回路
、９…黒ピークホールド回路、１０…平均画像レベル検
出回路、１１…反転輝度信号（−Ｙ信号）入力、１２…
１倍アンプ、１３…加算器、１４…ペデスタルクランプ
回路、１５…ブランキング回路、１６…直流伝送率補正
回路、１７…ピーク検出リミッタ回路、１８…ペデスタ
ル基準電圧源、１９…黒検出クリップレベル基準電圧源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力映像信号の所定レベル以下の黒信号を
   検出する検出回路と、検出された黒信号のピーク値を制
   御信号により任意の比率でペデスタルレベル方向に黒信
   号を伸長する回路と、入力映像信号の平均画像レベルを
   検出する検出回路を具備し、検出された平均画像レベル
   に応じて黒信号伸長量を制御することを特徴とする黒レ
   ベル補正回路。
2. 【請求項２】入力映像信号の所定レベル以下の黒信号を
   検出する検出回路と、検出された黒信号のピーク値を制
   御信号により任意の比率でペデスタル方向に黒信号を伸
   長する回路と、コントラスト制御された反転輝度信号（
   −Ｙ信号）の平均画像レベルを検出する検出回路を具備
   し、検出された平均画像レベルに応じて黒信号伸長量を
   制御することを特徴とする黒レベル補正回路。