JPH0514920A

JPH0514920A - 画質改善回路

Info

Publication number: JPH0514920A
Application number: JP15918391A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Fujii; 俊和藤井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ＶＴＲやレーザーシステムなどの色差信号を持
たない映像装置においても、低コストで効果的な画質改
善を行うことができる。【構成】入力端子４から色信号を入力し、全波整流回路
３３で整流したのち、低域通過フィルタ３２を通過して
色信号の振幅を検出する。入力端子５から輝度信号を入
力し、低域通過フィルタ３７を介して可変利得回路３８
に入力し、ここで色信号の振幅により、輝度信号の振幅
を制御する。低域通過フィルタ３２と可変利得回路３８
を加算器３４で引き算し、彩度検出信号として取り出
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は映像信号を操作して画
質を改善する画質改善回路に関し、特に、ＮＴＳＣ方式
テレビジョン信号やＰＡＬ方式テレビジョン信号におけ
る高彩度時に発生する解像度劣化の改善する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＴＳＣ方式テレビジョンシステムやＰ
ＡＬ方式テレビジョンシステムにおいては、高彩度時に
解像度が劣化することが知られており、日本放送協会編
の「放送方式」P142にもこのことを詳しく述べている。

【０００３】図５はＮＴＳＣ信号の解像度の劣化を計算
し、グラフ化したもので、横軸は色信号の飽和度を、縦
軸は輝度信号の解像度の劣化の度合いを示すものであ
る。周波数は特定してないが、数ＭＨｚである。

【０００４】テレビジョン信号の色信号帯域は 500ｋHz
程度しかないので、色信号経路を通って伝送されるべき
輝度信号の高域成分は途中で除去され、最終的には解像
度の劣化を招く。これは図５から明かなように、色が濃
いときほど解像度の劣化は大きく、また、色相によって
劣化の度合いが異なる。白はすべての成分が輝度信号経
路を通って伝送されるので、解像度の劣化は生じず、黄
色ｙｅも大部分は輝度信号経路を通るので、劣化の度合
いは小さい。赤ｒや青ｂでは劣化の度合いは非常に大き
く、青ｂでは10 dＢ以上劣化する場合も生じる。

【０００５】テレビジョン信号が有する解像度劣化の問
題をなくす一つの手段として、特公昭６２−１９１１５
号公報に開示された技術があり、図６はその回路例を示
すものである。色信号入力端子１と輝度信号入力端子２
と輝度信号出力端子３を備え、入力端子２に入力された
輝度信号は低域通過フィルタ２１と高域通過フィルタ２
２で低域成分と高域成分に分け、高域成分は色信号を検
出して生成される制御信号により、可変利得回路２３で
利得を制御し、加算器２４に出力する。加算器２４は輝
度信号の低域成分と高域成分を合成し、出力端子３に導
出する。入力端子１に入力された色信号は、色復調回路
２６で色復調し、色差信号に変換した後、彩度検出回路
２７でその色差信号のレベルを検出して、輝度信号高域
成分の利得制御のための制御信号を生成する。

【０００６】図７は図６の彩度検出回路２７の波形の例
を示すものである。（イ）は色信号の状態を示してお
り、カラーバー信号を例としている。（ロ）は色信号を
彩度検出回路２７で色復調して得た色差信号である。上
から順にＢ−Ｙ、Ｇ−Ｙ、Ｒ−Ｙに相当する。（ハ）
は、それらの最大値をとって生成した制御信号である。

【０００７】図７と図５を比べてみると、図５に於いて
劣化の大きい色相ほど大きい制御信号を発生しているこ
とがわかる。このようにして発生した制御信号で、輝度
信号高域成分を可変利得回路２３にて利得制御すれば、
図７（ハ）が大きいときほど輝度信号高域が強調され
る。すなわち、青、赤、マゼンタ、緑、シアン、黄色の
順で強く強調され、図６の劣化の度合いに逆比例してお
り、解像度劣化をうまく補正できる。詳しく計算する
と、２ dＢ以内の精度で解像度は補正でき、定量的に調
べても補正できることが確認できる。以上のように、色
相で異なる解像度の劣化を、この方式を使用すれば均一
に補正できる。

【０００８】また、図６の横軸に関連する飽和度に関し
てみると、図７で明らかなように飽和度が高いときほど
大きい制御信号を発生する。図５においても、飽和度８
０％以下の範囲では、解像度劣化の度合いが飽和度に比
例しており、飽和度に比例して輝度信号高域成分を強調
してやれば、劣化した解像度を解像度に関わらず補正で
きることは明かである。

【０００９】このように構成した従来の画質改善回路
は、テレビジョン方式において高彩度時に劣化する輝度
信号の解像度をうまく補正でき、テレビジョンシステム
の画質を改善できる優れた技術である。

【００１０】しかし、この従来の技術はテレビジョン受
信機を前提にしており、ＶＴＲやビデオディスクシステ
ムへの応用は適していない。テレビジョン受信機では、
本来、色復調した色差信号が存在するので、色復調回路
２６はこの画質改善システムの為に用意する必要はな
い。すなわち、テレビジョンシステムに図６の回路を採
用すると、コストアップとなる部分は、彩度検出回路２
７、可変利得回路２３、低域通過フィルタ２１、高域通
過フィルタ２２、および加算器２４である。いずれも色
復調回路２６に比べると安価な回路である。

【００１１】色復調を行うためには、テレビジョン信号
に含まれるバースト信号から色副搬送波を抜き出すた
め、ＰＬＬ回路などが必要になり、さらに実際に復調す
るためには、少なくとも２つの乗算器と低域フィルタが
必要であり、さらに、３つの色差信号を作り出すために
はマトリクス回路が必要となる。すなわち、他の回路に
比べ圧倒的に高価である。

【００１２】ＶＴＲやビデオディスクシステムに図６の
回路を採用すると、色復調回路が必要となる。色復調回
路は上記他の回路に比べ、高価な回路である。ＶＴＲや
ビデオディスクシステムでは色信号は搬送色信号の状態
のままで処理され、出力されるので、システムの中に色
差信号は存在しない。このため、復調回路を含む全体の
回路が必要となり、コストアップが大きいという問題を
有している。特に、ＰＡＬシステムでは色副搬送波が水
平走査時間単位に位相反転しているが、ＶＴＲシステム
にはこの信号も存在しないために、位相反転を含む色復
調は著しくコストアップとなる。このため、コストパー
フォマンスが悪く、ＶＴＲシステムなどへの適用には適
していない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の画質改
善回路はもともと色復調回路を備えたテレビジョン受像
機を前提としているため、この回路を色復調回路をもた
ないＶＴＲやビデオディスクシステムなどに採用するに
は、著しいコストアップを招いていた。

【００１４】この発明は、色復調を行わず、簡易な回路
で、しかも確実に、テレビジョン信号の高彩度時の解像
度劣化を補正する画質改善回路を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、色信号入力
端子と輝度信号入力端子と輝度信号出力端子と彩度検出
器と輝度信号の高域成分の量を制御する手段を備え、彩
度の高い画像部ほど輝度信号の高域成分の量を大きくす
るよう制御する画質改善回路にあって、彩度検出器に、
色信号の振幅を検出する手段、輝度信号の振幅を制御す
る手段および色信号から輝度信号を引き算する手段を設
け、色信号で振幅制御した輝度信号を色信号から引き算
して制御信号を発生させるよう構成した。

【００１６】

【作用】上記した手段により、色信号の振幅を検出する
手段の出力は、彩度が高い画像部ほど大きくなる。これ
で制御される輝度信号の振幅も彩度が高い画像部ほど大
きくなる。このようにして得た色信号振幅検出出力と振
幅を制御された輝度信号を引き算して制御信号を生成す
ると、彩度が高いときほど大きい制御信号が得られ、し
かも、青や赤など本来テレビジョン信号で解像度劣化が
著しい色相ほど大きい制御信号が得られる。これによ
り、色復調回路がなくても、彩度が高い画像部ほど輝度
信号高域成分の量を増大するよう制御することが可能と
なる。

【００１７】

【実施例】この発明の実施例につき図面を参照して詳細
に説明する。

【００１８】図１はこの発明の一実施例を示すものであ
る。図１において、１、２、３はそれぞれ、色信号入力
端子、輝度信号入力端子、輝度信号出力端子、２５は彩
度検出回路である。４、５、６はそれぞれ、彩度検出回
路２５の色信号入力端子、輝度信号入力端子、制御信号
出力端子である。入力端子２に入力された輝度信号は高
域通過フィルタ２２と低域通過フィルタ２１で分離し、
輝度信号の高域成分は可変利得回路２３で振幅を制御し
て輝度の低域成分と加算する。

【００１９】従来回路においても図１の実施例において
も、図６と同様に彩度が高いときに輝度信号を大きくし
て画質の改善を行う回路であり、その手段としては、ど
ちらの場合でも、輝度信号を加算するときに、全域通過
フィルタを使うことも低域通過フィルタを使うことも可
能である。全域通過フィルタを使用すれば強調を行わな
い場合の可変利得回路２３の利得は０倍になり、低域通
過フィルタを使用すれば強調を行わない場合の可変利得
回路２３の利得は１倍となる。結果としてはどちらも同
じ動作をする。

【００２０】ただし、フィルタ特性を考慮すると、高域
フィルタと全域通過フィルタで輝度信号を処理すること
が望ましい。従来の場合には低域通過フィルタと高域通
過フィルタのカットオフ周波数付近の信号は低域通過フ
ィルタ経路と高域通過フィルタ経路の両方を通過する
が、低域通過フィルタと高域通過フィルタの利得あるい
はカットオフ周波数に誤差があると、利得および周波数
特性に誤差が生じ、結果的に信号に望ましくないリンギ
ングがついたりする。図１のように高域通過フィルタ２
２で構成すれば、輝度信号の主成分はすべて高域通過フ
ィルタ２２を通過するのでフィルタ特性に誤差があって
もそのような問題は発生しない。

【００２１】図１においては、図６に対応する部分には
同じ番号が付けてある。図６の回路も色復調回路２６と
彩度検出回路２７をひとまとめにして彩度検出回路とし
て表せば、図１の構成と同じになる。

【００２２】図２は図１の彩度検出回路２５の構成を詳
細に示したものである。彩度検出回路２５は、入力端子
４に色信号を入力し、入力端子５に輝度信号を入力する
と、出力端子６に制御信号を出力するよう動作する。入
力端子４に供給された色信号は、全波整流回路３３で全
波整流され、低域通過フィルタ３２で濾波し、低域通過
通過フィルタ３２の出力に搬送色信号の包絡線を取り出
す。

【００２３】一方、入力端子５に供給された輝度信号は
低域通過フィルタ３７で濾波した後、低域通過フィルタ
３７で得た色信号の包絡線を示す信号により可変利得回
路３８で利得制御する。色信号の振幅が大きいときには
輝度信号を増幅し、色信号の振幅が小さいときには輝度
信号を絞る。すなわち、可変利得回路３８は彩度が高い
画像部ほど輝度信号を増幅し、彩度が低いときには輝度
信号を減衰するよう制御する。

【００２４】このようにして得た色信号の包絡線信号か
ら利得制御した輝度信号を加算器３４で引き算する。輝
度信号は必要に応じてスライス回路３９でスライスす
る。基本的には、この加算器３４の出力で図１の可変利
得回路２３の制御信号とする。スライス回路３９は輝度
信号の電圧が低い信号をカットするためのものである。
加算器３４で輝度信号は引き算されるが、この時にシン
クは電圧が低いので、相対的には加算されることにな
る。従って、出力端子６には相対的に大きい信号が出力
される。シンク部分には当然色信号は存在しない。本来
ここでの強調は不要な区間であるので、強調しないこと
が望ましい。スライス回路３９で輝度信号をスライスし
て引き算を行えば、このようなことは発生しない。シン
ク部分は画面には現れないので、スライス回路３９を設
けず、高域強調を行っても、さほど大きい問題にはなら
ないので、スライス回路３９が本質的に必要と言うわけ
ではない。

【００２５】リミッタ３５とスライス回路３６は、画質
微調整のための回路である。一般の画像は、彩度が低い
信号がかなり多い。図５に示す特性をみると明かなよう
に、彩度が低い部分は解像度の劣化が少なく、画質上あ
まり問題とはならない。もちろん、補正を行うと、その
わずかな劣化を補正することは可能であるが、ノイズも
強調されて見えるという弊害も招くため、ある程度より
も飽和度が低い場合には輝度信号高域成分の補正を行わ
ない方が望ましいケースも実際にはあり得る。スライス
回路３６はそのスライスレベルにより、強調を行わない
飽和度の範囲を調整できる。

【００２６】また、図５をみると、飽和度90％以上の青
では10 dＢ以上も解像度の劣化があり、これを完全に補
正すると、輝度高域成分を10dＢ以上増幅することにな
り、ノイズが大幅に増加して弊害を招くケースもあり得
る。また、輝度信号の強調により輝度のエッジが目だち
すぎて弊害となる場合もある。リミッタ３５は強調の上
限を定め、ある程度以上飽和度が高い場合は強調を制限
し、弊害を抑える働きがある。

【００２７】この実施例には、そのような微調整の回路
も含んでいるが、基本的には加算器３４出力が制御信号
であり、それをさらにリミッタ３５とスライス回路３６
で調整して、出力端子６に制御信号を出力するようにな
っている。なお、ここでは、色信号の包絡線を得るため
に全波整流回路３３と低域通過フィルタ３２を利用した
が、もちろんダイオード検波回路でこれを代用すること
も可能である。

【００２８】図３を用いて、図２の回路の動作をさらに
詳しく説明する。波形（ａ）はＮＴＳＣのカラーバー信
号であり、従来回路の説明に使用した図７と同じ信号で
ある。色信号の包絡線は波形（ｂ）に示すようにな
る。図２では全波整流回路３３で包絡線を得ているの
で、波形（ｂ）の上半分だけを取り出す。図１で必要な
のは色信号の包絡線の上半分だけである。カラーバー信
号の輝度信号は波形（ｃ）に示す形をしている。これを
破線部でスライスし、波形（ｂ）に示す色信号の包絡線
から引き算すると、波形（ｄ）を得ることができる。波
形（ｄ）は図７の波形（ハ）によく似ており、従来回路
と同様の画質改善の効果が得られることがわかる。

【００２９】この実施例では従来回路ほどには青色を強
調しない。ＮＴＳＣに変調するとき、青に近い色相であ
るＢ−Ｙは２．０３分の1 倍されるので、色復調を行わ
ないこの発明では、赤にくらべ、青の強調は小さくな
る。原画に対して考えると、従来回路にくらべ青の補正
能力は劣ることになるが、実際の応用ではこれが好まし
い結果となることもある。特にＶＴＲの再生画像のよう
にノイズの多い画像にこの種の画質改善回路を使用する
と、ノイズの増加が問題となる。従来回路の特性のよう
に、青に対して強い強調を行うと、ノイズが目だちすぎ
るという弊害を招く。図３で示す程度の強調を行えば、
ノイズの増加も小さく、しかも改善効果も明かであるの
で、実際の応用を考えれば適当である。青以外の色相に
関しては、従来回路も本発明の回路も同様の効果が得ら
れる。

【００３０】図３では飽和度75％のカラーバー信号を示
している。飽和度が小さくなったケースを考えてみる。
このとき、色信号の振幅は小さくなるが、輝度信号の振
幅は小さくならない。可変利得回路３８は色信号の振幅
で輝度信号の振幅を利得制御しているので、色信号の振
幅が小さくなるのに応じて輝度信号の振幅が小さくな
り、引き算して制御信号とする波形である図３（ｄ）の
波形は、結局相似の形で小さくなる。すなわち、色飽和
度が変化しても適切な解像度補正を行うことが可能であ
る。

【００３１】図３ではＮＴＳＣ方式テレビジョン信号に
ついて説明したが、同じことがＰＡＬ方式テレビジョン
信号に対しても成り立つ。色復調を行わないので、この
回路はＰＡＬとＮＴＳＣの区別は必要ない。図２の回路
はＮＴＳＣ信号に対して動作するが、ＰＡＬ信号に対し
てもまったく同様に動作する。

【００３２】図４はこの発明の他の実施例を示すもの
で、図１に相当する部分のみを示している。この実施例
は色差信号Ｂ−Ｙを得るための復調回路４１と最大値回
路４２の回路を追加した点が図１と異なる。

【００３３】図４は青色も従来のものと同等の補正を可
能にしたものである。色信号からＢ−Ｙのみを復調す
る。ＮＴＳＣ信号の場合には色副搬送波はＢ−Ｙと丁度
逆相になっているので、色副搬送波を反転してかけ算す
る（実際にはかけ算器の極性を変えるだけ）ことによ
り、容易に復調ができる。図１の実施例に比べれば、回
路が複雑になる。それでも色復調回路で必要なＲ−Ｙ復
調回路、９０度移相回路、マトリクス回路を必要としな
い。従って、従来回路と比較するとの回路構成でもまだ
簡単である。

【００３４】ＰＡＬ方式は水平走査時間毎に色副搬送波
の移相が反転するので、色復調器が複雑になる。画質向
システムの回路の複雑さが色復調器で決定されるように
なるので、他の回路の差異はシステム全体からみると大
差がないためである。図２の回路の場合には、色復調が
不要であるので、ＰＡＬ方式でも回路構成は簡単にでき
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画質改
善回路は色復調回路が不要であり、搬送色信号をの振幅
を検出して輝度信号を制御できるため、ＶＴＲシステム
やレーザーディスクシステムなどの色差信号を持たない
映像装置に対しても、最小のコストで効果的な画質改善
を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のー実施例を示すシステム構成図であ
る。

【図２】図１の要部をより具体的にしめした回路構成図
である。

【図３】図２の要部で得られる特性図である。

【図４】この発明の他の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図５】従来のテレビジョン信号のを示す特性図であ
る。

【図６】従来の回路構成図である。

【図７】図６で得られる特性図である。

【符号の説明】

１、２…入力端子３２、３７…低域通過フィルタ３３………全波整流回路３４………加算器３８………可変利得回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色信号を入力する第１の入力端子と、輝度信号を入力する第２の入力端子と、上記第１の入力端子に入力した色信号の振幅を検出する
第１の手段と、上記第１の手段が検出した色信号の振幅により、上記第
２の入力端子に入力した輝度信号の振幅を制御する第２
の手段と、上記色信号から上記振幅制御した輝度信号を引き算し、
彩度検出信号として取り出す第３の手段とからなること
を特徴とする画質改善回路。
【請求項２】第２の手段の出力に第１のスライス回路
を備えてなることを特徴とする請求項１記載の画質改善
回路。
【請求項３】第３の手段の出力に第２のスライス回路
を備えてなることを特徴とする請求項１記載の画質改善
回路。
【請求項４】第３の手段の出力にリミッタ回路を備え
てなることを特徴とする請求項１記載の画質改善回路。
【請求項５】色信号からＢ−Ｙを復調し、この復調信
号と第３の手段の出力との最大値を取って彩度検出信号
としてなることを特徴とする請求項１記載の画質改善回
路。