JPH0435174A - 映像信号圧縮回路 - 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】 Ｂ１発明の概要 本発明は、信号圧縮開始レベル八以上の入力映像信号を
信号圧縮係数にで圧縮する映像信号圧縮回路であって、
入力映像信号の最大値を検出する最大値検出手段と、最
大値検出手段からの入力映像信号の最大値が閾値以下の
とき、人力映像信号の最大値に基づいて信号圧縮係数Ｋ
を制御し、入力映像信号の最大値が閾値以上のとき、入
力映像信号の最大値に基づいて信号圧縮開始レベルＡ及
び信号圧縮係数Ｋを制御する制御手段とを有し、入力映
像信号の最大値が閾値以下では、信号圧縮開始レベルＡ
を固定し、信号圧縮係数にのみを可変にして入力映像信
号の圧縮を行い、入力映像信号の最大値が閾値以上では
、信号圧縮開始レベルＡ及び信号圧縮係数Ｋを可変にし
て入力映像信号の圧縮を行うことにより、人力映像信号
の最大値、すなわち画像の輝度に応じて高輝度映像信号
を効率よく圧縮することができ、所謂白つふれを防止で
きるようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 映像信号の高レベル成分、すなわち高輝度映像信号を圧
縮して、後段に接続される所謂ホワイトクリップ回路の
クリソプレベル以下に映像信号を圧縮する映像信号圧縮
回路であって、例えば第３図に示すように、入力映像信
号の最大レベルに基づいて信号圧縮を開始するレベル（
以下ニーポイントレベルという）Ａを変化させることに
より、また例えば第４図に示すように、入力映像信号の
最大レベルに基づいて信号圧縮係数（以下ニースロープ
の傾きという）Ｋを変化させることにより、映像信号圧
縮特性を入力映像信号の最大レベルに応じて変化させる
ものが知られている。ずなわぢ、これらは、入力映像信
号の最大レベルが大きいとき、ニーポイントレベルＡや
ニースロープの（頃キＫを小さくし、高輝度映像信号を
、後段に接続されるホワイトクリップ回路のクリップレ
ベル以下に確実に圧縮し、所謂白つふれを防止するよう
にしたものである。

例えば、特開昭６１−４６６７５号に開示されている撮
像信号の圧縮回路は、第５図に示すように、２つの抵抗
５１．５２から成る分圧回路と、この分圧回路に直列に
接続されたダイオード５３と、可変電圧源、所謂ＮＡＭ
回路等を有する制御回路５４から構成され、入力映像信
号のレベルが可変電圧源の電圧によって決定されるニー
ポイントレベルＡ以下とき、ダイオード５３が遮断状態
になり、入力映像信号をそのまま通し、入力映像信号の
レベルが二−ポイントレベルＡ以」二のとき、ダイオー
ド５３が導通状態になり、抵抗５１．５２で構成される
分圧回路によって入力映像信号を圧縮するようになって
いる。そして、制御回路５４のＮＡＭ回路て入力映像信
号の最大レベルを検出し、この検出結果に基づいて」１
記制御回路５４の可変電圧源の電圧を制御することによ
り、上記第３図に示すように、入力映像信号の最大レベ
ルに応じてニーポイントレベルＡを変え、大きな映像信
号が大ノコされたときでも白つふれを防止するようにな
っている。なお、この第５図に示す回路構成部品の番号
の添字Ｒ，Ｇ、Ｂは三原色の各映像信号、１なわぢＲ信
号、Ｇ信号、Ｂ信号に対応している。

また、従来のニースロープの傾きＫを変化させる映像信
号圧縮回路では、上記第４図に示すように、ニースロー
プを延長し、縦軸との交点Ｂを極としてニースロープの
（頃きＫを変化さ、白つふれを防止するようになってい
る。したがって、ニスロープの傾きＫを変化させると、
それに伴って、ニーポイントレベルＡも変化するように
なる。具体的には、第４図に示すように、ニースロープ
の傾きＫを大きくすると、それに伴って二−ポイントレ
ベルＡも大きくなるようになっている。

Ｉ〕　発明が解決しようとする課題 このように、特開昭６１−４６６７５号に開示されてい
る撮像信号の圧縮回路では、ニーポイントレベルＡを変
化させて大きな入力映像信号であってもホワイトクリッ
プレベル以下に確実に圧縮するようになっている。とこ
ろで、例えば上記第３図に示すように、ニーポイントレ
ベルＡをＡ２にすると、所謂基準白レベルの１００％以
下の入力映像信号も圧縮され、画質が劣化する問題があ
った。

また、従来のニースロープの傾きＫを変化させる映像信
号圧縮回路では、ニースロープの傾きＫを変化させて大
きな入力映像信号であってもホワイトクリップレベル以
下に確実に圧縮するようになっているが、結果的には第
４図に示すように、ニーポイントレベルＡが変動する問
題があった。

さらに、入力映像信号の最大レベルが大きいときは、第
４図に示すように、ニースロープの傾きＫが小さくなり
、高輝度映像信号の階調度が低くなる、すなわち結果的
には白つふれと同じになる問題があった。

本発明は、このような実情に鑑ノでなされたものてあり
、入力映像信号の最大レベルが閾値以下のときは、ニー
ポイントレベルＡ、ずなわち信号圧縮開始レベルＡを変
化することなく、ニースロープの顛きＫ、すなわち信号
圧縮係数Ｋをその入力映像信号の最大レベルに応して変
化させて高輝度映像信号の階調度を高くし得、また、入
力映像信号の最大レベルが閾値以上のときは、信号圧縮
開始レベルＡ及び信号圧縮係数Ｋをその入力映像信号の
最大レベルに応して変化させて高輝度映像信号の階調度
をある程度確保することができる映像信号圧縮回路の提
供を目的とする。

８８課題を解決するための手段 本発明に係る映像信号圧縮回路では、上記課題を解決す
るために、信号圧縮開始レベルＡ以上の入力映像信号を
信号圧縮係数にで圧縮する映像信号圧縮回路であって、
入力映像信号の最大値を検出する最大値検出手段と、該
最大値検出手段からの入力映像信号の最大値が閾値以下
のとき、該入力映像信号の最大値に基づいて上記信号圧
縮係数Ｋを制御し、該入力映像信号の最大値が上記閾値
以上のとき、該入力映像信号の最大値に基づい゛ζ上記
信号圧縮開始レレベル及び信号圧縮係数Ｋを制御する制
御手段とを有することを特徴とする。

Ｆ０作用 本発明に係る映像信号圧縮回路では、入力映像信号の最
大レベルが閾値以下のときは、信号圧縮係数■（を入力
映像信の最大レベルに応して変化させて入力映像信号の
圧縮を行い、入力映像信号の最大レベルが閾値以上のと
きは、信号圧縮係数Ｋ及び信号圧縮開始レベルを入力映
像信の最大レベルに応じて変化させて入力映像信号の圧
縮を行う。

Ｇ、実施例 以下、本発明に係る映像信号圧縮回路の一実施例を図面
を参照しながら説明する。

例えば、所謂ＣＣＤイメージセンサがらプリアンプ等を
介して供給される三原色の撮像信号が、第１図に示すよ
うに、端子ＩＲ８ＩＧ、１Ｂをそれぞれ介してＡ／Ｄ変
換器１１）マ、ＩＩＧ、１１Ｙ３に供給される。該Ａ／
Ｄ変換器１１Ｒ，ＩＩＧ。

１１Ｂにおいてディジタル信号に変換されたこれらの映
像信号（以下Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号という）は、遅延
回路１２Ｒ１１２Ｇ、１２Ｂ、乗算回路１３Ｒ１１３Ｇ
、１３Ｂ、ローパスフィルタ（以下ＬＰＦという）１６
Ｒ１１６Ｇ、１６Ｂに供給される。

該Ｌ　Ｐ　Ｆ　１６　Ｒ１１，６Ｇ、１６Ｂは、Ｒ信号
、Ｇ信号、Ｂ信号の各低域成分を所謂ＮＡＭ（ｎｏｎａ
ｄｄｉｔｉｖｅ　ｍ１ｘｉＢ　）回路１７に送る。

該ＮＡＭ回路１７は、上記Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各
低域成分を比較選択し、最も大きな映像信号をビーク検
出回路１８、平均値回路１９に送る。

該ピーク検出回路１８は、上記最大映像信号の最大レベ
ルを例えば１画面毎に検出し、上記平均値回路１９は、
上記最大映像信号の平均値を例えば１画面毎に算出する
。これらの映像信号の最大レベルと平均値は、映像信号
圧縮における信号圧縮係数にニースロープの傾きという
）Ｋと信号圧縮開始レベル（以下ニーポイントレベルと
いう）Ａを制御して出力する制御回路２０の可変混合回
路２１にイバ給される。

該可変混合回路２１は、上記映像信号の最大レベルと平
均値を所定の比率で混合して所謂セミビーク（Ｓｅｍｉ
−Ｐｅａｋ）値を算出し、このセミビーク値を検出回路
２２に送ると共ムこ、続出アドレスとしてリードオンリ
メモリ（以下ＲＯＭという）２３．２４に送る。

該ＲＯＭ２３には上記ニースロープの傾きＩ（の複数の
値（データ）が予め記憶されており、また、上記ＲＯＭ
２４には二−ボイントレベルＡの複数の稙（データ）が
予め記憶されている。該ＲＯＭ２３から読み出されたニ
ースロープの傾きＩ（は、加算回路２６、」二記乗算回
路１３Ｒ１１３Ｇ、１３Ｂに供給され、上記ＲＯＭ２／
１から読み出されたニーポイントレベルＡは、切換スイ
ッチ２７の被選択端子を介して乗算回路２８に供給され
る。

該切換スイッチ２７の他方の被Ｍ択端子には、ＲＯＭ２
５からの所定の値に固定された二−ボイントレベルΔが
供給される。

一方、上記検出回路２２は、」二記可変混合回路２１か
らのセミピーク値と端子２を介して供給される閾値の大
小を検出し、検出結果に基づいて上記切換スイッチ２７
を制御する。具体的には、セミピーク値が端子２を介し
て供給される閾値、例えば基準白レベルの３００％以下
のときは、上記ＲＯＭ２５からの固定されたニーポイン
トレベルＡが選択されるように上記切換スイッチ２７を
制御し、上記セミピーク値が基準白レベルの３００％以
」−のときは、−上記ＲＯＭ２４からの該セミビークイ
直をアドレスとして読み出された二−ボイントレベルＡ
が選択されるように上記切換スイッチ２７を制御する。

そして、上記ＲＯＭ２４あるいはＲＯＭ２５からのニー
ポイントレベルＡは乗算回路２８に送られる。

上記加算回路２６は、端子２９を介して供給される定数
「１」からニースロープの傾きＫを減算し、減算結果（
１−Ｋ）を上記乗算回路２８に送る。

該乗算回路２８は、上記加算回路２６の出力と上記ＲＯ
Ｍ２４あるいはＲＯＭ２５からのニーポイントレベルＡ
を乗算し、乗算結果（］−Ｋ）　ＸＡを加算回路１４Ｒ
１１４Ｇ、１／ＩＢに送る。

一方、上記乗算回路１３Ｒ，１３Ｇ、１３Ｂは、上記Ａ
／Ｄ変換器１１Ｒ，１１Ｇ、１１ＢがらのＲ信号、Ｇ信
号、Ｂ信号に上記ＲＯＭ２３からのニースロープの傾き
Ｋをそれぞれ乗算し、これらの乗算結果をそれぞれ上記
加算回路１４Ｒ１１４Ｇ、］、　４　Ｂに送る。

該加算回路１４Ｒ１１４Ｇ、１４Ｂは、上記各乗算結果
に」二記乗算回路２８の出力（１−Ｋ）ＸＡをそれぞれ
加算し、これらの加算結果をＮＡＭ回路１５Ｒ１１５Ｇ
、１５Ｂにそれぞれ送る。

一方、上記遅延回路１２Ｒ１１２Ｇ、１２Ｂは、上記乗
算回路１３Ｒ１１３Ｇ、１３Ｂと加算回路１４Ｒ１１４
Ｇ、１４Ｂでの遅延時間と同じ遅延特性を有し、上記Ｒ
信号、Ｇ信号、Ｂ信号をそれぞれ遅延して上記ＮＡＭ回
路１５Ｒ１１，５Ｇ、］５Ｂにそれぞれ送る。

該ＮＡＭ回路１５Ｒ１１５Ｇ、１５Ｂは、上記遅延回路
１２Ｒ１１２Ｇ、１２Ｂからの上記Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ
信号と上記加算回路１４Ｒ１１４Ｇ、１４Ｂの各出力を
それぞれ比較してレベルが小さい方の信号を選択し、こ
れらの選択した信号を圧縮されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信
号として出力端子３Ｒ１３Ｇ、３Ｂにそれぞれ出力する
。

かくして、本実施例では、入力映像信号の最大値を検出
する最大値検出手段が上記ＮＡＭ回路１７〜可変混合回
路２１から構成され、最大値検出手段からの入力映像信
号の最大値が閾値以下のとき、入力映像信号の最大値に
基づいて信号圧縮係数Ｋを制御し、入力映像信号の最大
値が閾値以上のとき、入力映像信号の最大値に基づいて
信号圧縮開始レベルＡ及び信号圧縮係数Ｋを制御する制
御手段が上記可変混合回路２１、検出回路２２から構成
される。

つぎに、以上のような構成を有する映像信号圧縮回路の
動作について説明する。

ここで、上記Ａ／Ｄ変換器１１Ｒ，１１Ｇ、１１Ｂでデ
ィジタル信号に変換されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を総
称して入力ディジタルヒデオ信号Ｘとすルト、加算回路
１４Ｒ３ｚｃ、ｚＢの各出力Ｙは下記第（１）式に示す
演算値となる。

Ｙ＝ＫｘＸ＋（１−Ｋ）ｘＡ　−−−（１）ところで、
この第（１）式は下記第（２）式に変換することができ
る。

Ｙ−（Ｘ−Ａ）ＸＫ＋Ａ　−−・（２）すなわち、この
第（２）式に示すように、加算回路１４Ｒ１１４Ｇ、１
４Ｂの各出力Ｙは、入力ディジタルヒデオ信号χから二
−ボイントレベルＡを減算し、この減算結果に信号圧縮
係数Ｋを乗算し、この乗算結果にニーポイントレベルＡ
を加算することにより得られる。そして、ＮＡＭ回路１
５Ｒ１１５Ｇ、１５Ｂの各出力は、この加算回路１４Ｒ
１１４Ｇ、１４Ｂの各出力Ｙと各人力ディジタルビデオ
信号χをそれぞれ比較して小さい方の信号を選択して得
られる信号となる。

ここで、端子２を介して供給する閾値を、例えば上述の
ように基準白レベルの３００％に相当する値とすると、
本実施例の映像信号圧縮回路では、入力ディジタルビデ
オ信号χのセミピーク値に応してスインチ２７を制御す
ると共に、該セミピーク値に応じてニースロープの傾き
Ｋ、ニーポイントレベルＡをそれぞれＲＯＭ２３．２４
から読み出ずことにより、入力ディジタルビデオ信号Ｘ
のセミピーク値が基準白レベルの３００以下のとき、ニ
ーポイントレベルＡが、例えば第２図に示すようにＡ１
に固定され、このニーポイントレベルＡ例えば所謂基準
白レベルの１００％以下の入力ディジタルビデオ信号Ｘ
はそのまま出力されると共に、基準白レベルの１００％
以上の入力ディジタルビデオ信号Ｘはセミピーク値に応
して読み出された信号圧縮係数に１〜に２が乗算されて
出力される。一方、セミピーク値が例えば基準白レベル
の３００％以上のときは、上記第２図に示すように、ニ
ーポイントレベルＡ及びニースロープの傾きＫが、それ
ぞれＡ１−Ａ２　、Ｋ２〜に３範囲内で信号圧縮開始レ
ベルと高輝度映像信号の階調度が最適になるようにセミ
ピーク値に応じて制御され、ニーポイントレベルＡ　（
Ａｌ　〜Ａ２の範囲で変化する）以下の入力ディジタル
ビデオ信号Ｘはそのまま出力されると共に、ニーボ、イ
ントレベルへ以上の入力ディジタルビデオ信号Ｘはセミ
ピーク値に応じて読み出された信号圧縮係数に２〜Ｋ。

が乗算されて出力される。

ずなわち、入力ディジタルビデオ信号Ｘのセミピーク値
が基準白レベルの３００％以下のときは、そのセミビー
ク（直の応じてニースロープの（頃きＫが変化し、セミ
ピーク値が基準白レベルの３００％以上のときは、その
セミピーク値の応じて二ポイントレベルＡ及びニースロ
ープの傾きＫが変化し、ニーポイントレベルＡをあまり
変化することなく、高輝度映像信号の階調度を高くする
ように、すなわち効率良く信号圧縮が行われることにな
る。

以上のように、本発明に係る映像信号圧縮回路では、制
御回路２０において入力映像信号のセミピーク値を検出
し、このセミピーク値に基づいてニーポイントレベルＡ
、ニースロープの傾きＫを制御することにより、人力映
像信号のセミピーク値が閾値、例えば基準白レベル３０
０％以下のときは、ニーポイントレベルＡを変化させず
にニスロープの傾きＫをその入力映像信号のセミピーク
値に応じて変化させ、基準白レベル１００％以下の入力
映像信号を圧縮せずにそのまま出力すると共に、基準白
レベル１００％以上の入力映像信号を信号圧縮係数Ｋを
用いて圧縮し、圧縮された映像信号の高輝度映像信号の
階調度を高くし得、また、入力映像信号の最大レベルが
基準白レベル３００％以上のときは、ニーポイントレベ
ルＡ及びニースロープの傾きＫをその入力映像信号の最
大レベルに応じて変化させ、ニーポイントレベルＡ以下
の入力映像信号をそのまま出力すると共に、ニーポイン
トレベルＡ以下の入力映像信号を信号圧縮係数Ｋを用い
て圧縮し、圧縮された映像信号の高輝度映像信号の階調
度をある程度確保することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、上記制御回路２０をマイクロコンピュータ等で
構成するようにしてもよい。また、セミピーク値を入力
映像信号の最大値とするようにしてもよい。

Ｈ０発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明に係る映像信
号圧縮回路では、最大値検出手段において入力映像信号
の最大値を検出し、制御手段で最大値検出手段からの入
力映像信号の最大値が閾値以下のとき、人力映像信号の
最大値に基づいて信号圧縮係数Ｋを制御し、入力映像信
号の最大値が閾値以上のとき、入力映像信号の最大値に
基づいて信号圧縮開始レベルＡ及び信号圧縮係数Ｋを制
御することにより、入力映像信号の最大値が閾値以下で
は、信号圧縮開始レベルＡを変えないで、入力映像信号
の最大値に応じて信号圧縮係数Ｋを変化させて信号圧縮
を行い、従来の信号圧縮係数Ｋを変化させるとによる弊
害、すなわち基準白レベル１００％以下の映像信号が圧
縮されることを防止すると共ムこ、烏鯉度映像信号を階
調度を高くして圧縮するとかできる。また、入力映像信
号の最大値が閾値以上では、信号圧縮開始レベル八及び
信号圧縮係数Ｋを入力映像信号の最大レベルに応じて変
化させることにより、信号圧縮係数Ｋをある程度大きく
して信号圧縮を行うことができる。

換言すると、高輝度映像信号を良好に再現することがで
きる。

１３Ｒ，１ ］、４Ｒ，１ １５Ｒ，１ ３Ｇ、１３Ｂ　・・・・乗算回路 ４Ｇ、１４Ｂ　・・・・加算回路 ５Ｇ、］、　５　Ｂ　　・・・・　ＮＡＭ回昂ＮＡＭ回
路 ピーク検出回路 平均値回路 制御回路

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る映像信号圧縮回路の実施例のブロ
ック回路図であり、第２図は本発明に係る映像信号圧縮
回路の信号圧縮特性を示す図であり、第３図は従来の信
号圧縮開始レベルＡを変化させる映像信号圧縮回路の信
号圧縮特性を示す図であり、第４図は従来の信号圧縮係
数Ｋを変化させる映像信号圧縮回路の信号圧縮特性を示
す図であり、第５図は従来の映像信号圧縮回路のブロッ
ク回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 信号圧縮開始レベルＡ以上の入力映像信号を信号圧縮係
   数Ｋで圧縮する映像信号圧縮回路であって、 入力映像信号の最大値を検出する最大値検出手段と、 該最大値検出手段からの入力映像信号の最大値が閾値以
   下のとき、該入力映像信号の最大値に基づいて上記信号
   圧縮係数Ｋを制御し、該入力映像信号の最大値が上記閾
   値以上のとき、該入力映像信号の最大値に基づいて上記
   信号圧縮開始レベルＡ及び信号圧縮係数Ｋを制御する制
   御手段とを有することを特徴とする映像信号圧縮回路。