JPS60254985A - 自動利得調整回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は自動利得調整回路に係り、特にビデオカメラ等
で得た被写体のカラー画像（映像）の信号処理回路とし
ての自動利得調整回路に関する。

（従　来　技　術） 従来、ビデオカメラ等で得た被写体のカラー画像（映像
）信号、すなわち、撮像管などの撮像デバイスの出力映
像（ビデオ）信号（輝度・色信号）を、輝度信号のレベ
ルの大小に応じて、輝度信号及び赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の色信号の増幅率の割合を可変させて利得を制
御し、輝度信号及び色信号の出力を得ようとする場合、
Ｒ，Ｇ。

Ｂの各色信号に対しては、利得制御特性の完全に揃った
３つの電圧可変利得アンプ（ゲイン・コントロール・ア
ンプ；以下、ＧＣＡと記すこともある）が必要になる。

ところが、もし、この３つのＯＣＡの利得制御特性が異
なっているとすれば、例えば、自動利得調整回路（以下
、ＡＧＣと記すこともある）が動作してＯＣＡの制御電
圧が変わった時、それぞれのＧＣＡの増幅率の変化の割
合が異なり、従って、ＡＧＣがＯＦＦから完全にＯＮ（
すなわち、最大利得の状態）になるまでの間で、出力さ
れるＲ９Ｇ、Ｂの各色信号の利得の比率が第３図に示す
如く変化し、白バランスが変わってしまうという問照点
があった。

第３図は連動された３つの電圧可変利得アンプの制御特
性の一例を示す制御特性図である。

この図に示すように、ＡＧＣを０ＦＦＬ、た状態では、
Ｒ，Ｇ、Ｂの３チヤンネルの利得は正規化されているが
、ＡＧＣをＯＮした状態では白バランスはくずれてしま
っている。

さらに、実際問題として利得制御特性の完全に揃った３
つのＯＣＡを作るのは困難である。例えば、実際に同一
の集積回路（ＩＣ＞チップ内に３つのＧＣＡを構成した
としても、これらのＯＣＡの特性を完全に揃えることは
むずかしい。また、特性を完全に揃えるためには使用素
子の大きさくサイズ）を非常に大きくして精度を上げな
ければならず、結果的に、ＩＣチップを大きくすること
になってコストの大幅上昇につながる等の問題点があっ
た。

そこで、単管式カメラにおいては従来は１つのＧＣＡを
用いてＡＧＣを構成していた。

第１図は従来の自動利得調整回路の一例を示す図であっ
て、特に単管式カラービデオカメラに用いる回路例を示
すものである。

同図において、■は入力端子であり、この入力端子■に
は撮像管の出力信号としてのカラー映像信号が入来する
。

入力端子■はプリアンプ１を介して０ＣＡ２の入力端に
接続される。０ＣＡ２の出力端は、カラー映像信号の輝
度信号成分（Ｙ）を分離するロー・バス・フィルタ（Ｌ
　Ｐ　Ｆ　）’　３を介して、輝度信号用のガンマ補正
回路４［Ｙ］に接続され、さらに、ガンマ補正回路４の
出力端は積分回路５を介してＧＣＡ２の制御端子に接続
される一方、エンコーダ１４の入力端にも接続される。

また、０ＣＡ２の出力端はカラー映像信号の低域成分（
ＹＬ）のみを分離するＬＰＦ６を介してマトリックス回
路９の入力端に接続される一方、高域成分（Ｒ，Ｂ）を
分離するバンド・パス・フィルタ（ＢＰＦ）７．振幅検
波回路８を介してマトリックス回路９の入力端に接続さ
れる。マトリックス回路９の出力端は、各色信号の出力
に対応して、Ｒ信号の出力端［Ｒ］はガンマ補正回路１
０に、Ｇ信号の出力端［Ｇ］はガンマ補正回路１１に、
Ｂ信号の出力端［Ｂ］はガンマ補正回路１２にそれぞれ
接続される。そして、ガンマ補正回路１０．１１゜１２
の各出力端［Ｒ’　］、［Ｇ’　］、［Ｂ’　］は色差
マトリックス回路１３の各入力端に接続され、さらに色
差マトリックス回路１３の出力端［Ｒ’　−Ｙ’　］、
［Ｂ’　−Ｙ’　］はエンコーダ１４の入力端に接続さ
れる。そして、エンコーダ１４の出力端はビデオ出力端
子Ｏに接続される。

上記構成の従来回路において、入力端子■に入来する撮
像管の出力信号であるカラー映像信号は色信号量に応じ
た振幅変調を受けているので、プリアンプ１を通した後
、０ＣＡ２に供給すると、輝度信号（Ｙ）９色付号（Ｒ
，Ｇ、Ｂ）が全て同じ利得で増幅される。

また、ＧＣＡ２の制御信号（制御電圧）はＧＣＡ２の出
力輝度信号（Ｙ）をガンマ補正回路４でガンマ補正した
後の輝度信号（Ｙ′　）を積分回路５に通し、平均化し
て加えている。

この従来回路では、撮像管の出力が色信号の情報（レベ
ル）に応じて変調を受けているが、その変調周波数が数
Ｍｏｚというようにがなり高いことが問題となる。すな
わち、ＯＣＡとしてはこのような高い周波数帯で振幅特
性及び位相特性が平坦であって、また、制御電圧によっ
てそれが変化しないことが要求される。

しかしながら、このような高い周波数帯まで振幅特性及
び位相特性が平坦であって、かつ制御電圧によって、そ
れが変化しないＯＣＡを得ることは困難であり、従って
、ＯＣＡが供給される制御電圧によってその振幅特性や
位相特性が変化し、このような変化が生じると、出力さ
れる色信号も変化してしまい、例えばＡＧＣを０Ｎ１０
ＦＦＬ／た時に白バランスがくずれてしまうといった問
題点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解決して、
利得制御特性の完全には揃っていない複数の電圧可変利
得アンプ（ＯＣＡ）を用いても白バランスの変化の少な
い自動利得調整装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、カラー映像信号
の輝度信号のレベルの大小に応じて輝度信号及び色信号
の増幅率の割合を可変させ、一定のレベルの輝度信号及
び色信号を得る自動利得制御回路で、ガンマ補正後の輝
度信号を処理して得られる制ｍ信すによって輝度信号及
び色差信号を利得制御する自動利得調整回路であって、
輝度信号に対する利得変化率に比べて色差信号に対する
利得変化率を小さく設定して前記輝度信号及び色差信号
を利得制御するよう構成したことを特徴とする自動利得
調整回路を提供するものである。

（実　施　例） 本発明は色差信号と輝度信号とを各々別個のＯＣＡに通
すことにより、白バランスに対して影響の少ない自動利
得調整回路を構成している。

本発明になる自動利得調整回路の一実施例の基本原理に
ついて、以下に説明する。

まず、ガンマ補正前の輝度信号をＹ、この輝度信号Ｙに
ガンマ補正を加えた信号をＹ　／、ガンマ補正後の三原
色信号をそれぞれＲ’　、Ｇ’　、Ｂ’とすれば、輝度
信号Ｙ′は、 Ｙ′とＹＴ−０，３Ｒ’　＋０．５９　Ｇ’　＋　０．
１１　Ｂ’と表わせる。

同様に、色差信＠Ｒ′−Ｙ′、Ｂ′−Ｙ′は、Ｒ’　−
Ｙ’　＝　０，７Ｒ’　−０，５９Ｇ’　−０，１１８
’Ｂ’　−Ｙ’　−−０，３Ｒ’　−０，５９Ｇ’　＋
　０．８９　Ｂ’である。

ここで、ガンマ補正の前にＡＧＣ用のＯＣＡを追加構成
し、輝度信号ＹがＡＧＣによりに倍されたとすると、ガ
ンマ補正後の出力Ｙｋ’は、Ｙｋ’　＝　（ｋＹ）’Ｔ
　＝ｋＴ　Ｙ’＝　０．３’（ｋＴＲ’　）＋　０．５
９　（ｋＴＧ′　）＋　０．１１　（ｋＴＢ’　） となり、３原色信号Ｒ’　、Ｇ’　、Ｂ’　をそれぞれ
１＜Ｔ倍した時と同じ結果になっていることがわかる。

このことにより、この時出力されるべき色差信号（Ｒ’
　−Ｙ’　）ｋ　、、（Ｂ’　−Ｙ’　）ｋは、（Ｒ’
　−Ｙ’　）ｋ　＝　０１７ｋＴ　Ｒ’−０，５９ｋＴ
Ｇ’−０，１１ｋ”’　Ｂ’ ＝ｋＴ　（Ｒ’　−Ｙ’　） （Ｂ’　−Ｙ’　）　ｋ　＝−０，３ｋＴ　Ｒ’　−０
，５９ｋＧ＋　０．８９　ｋ”　Ｂ’ ＝ｋＴ　（Ｂ’　−Ｙ’　） となり、色差信号についてはｋＴ倍されていれば良いこ
とがわかる。

このように、輝度信号をＧＣＡに入れてに倍したならば
、色差信号にも、これに連動するＧＣＡを入れてに丁倍
してやれば、輝度信号の利得増大分と色信号の利得増大
分とのつり合いがとれることがわかる。

次に、上記の原理に基いて構成した本発明になる自動利
得調整回路の一実施例について、以下に図面と共に説明
する。

第２図は本発明になる自動利得調整回路の一実施例を示
す図である。なお、同図において、前出の第１図と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略する。

撮像管の出力信号は入力端子■を介してプリアンプ１を
通した後、プリアンプ１の出力信号の一部をＬＰＦ３を
通して輝度信号Ｙとする。

また、プリアンプ１の出力信号の一部はストライプフィ
ルタによる変調成分を取出した後、検波回路８に供給す
る一方、ＬＰＦ６を通して得たＹし信号と共にマトリッ
クス回路９に供給する。

そして、このマトリックス回路９の出力より三原色信号
Ｒ，Ｇ、Ｂを得る。さらに、これらの三原色信号Ｒ，Ｇ
、Ｂはガンマ補正回路１０．１１．１２ニよってガンマ
補正をかけられてＲ’　、Ｇ’　、Ｂ’とされたのち、
色差マトリックス回路１３を通して色差信号Ｒ’　−Ｙ
’　、Ｂ’−Ｙ’にされる。

上記のようにして得られた輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ’
　−Ｙ’　、Ｂ’　−Ｙ’　はそれぞれ連動するＧＣＡ
１５．１６．１７で利得制御され、さらに、輝度信号Ｙ
についてはガンマ補正回路４でガンマ補正をし、積分回
路５を通して平均化した後、このガンマ補正回路４の出
力をこれらＧＣＡ１５．１６’、　１７の制御Ｎ）信号
としている。

また、各信号処理を終えた輝度信号及び色差信号（すな
わち、ガンマ補正回路４の出力及びＧＣＡ１６．１７の
出力）はエンコーダ１４に供給され、ここでビデオ信号
とされて出力端子Ｏより出力される。

ここで、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ’　−Ｙ’　。

Ｂ’　−Ｙ’　とのＧＣＡは、正確には前述したように
前者かに倍されたとき、後者がｌ＜Ｔ倍になるようにし
なくてはならないが、実際にはこのようにしなくても良
い。なぜならば、ＯＣＡが完全に連動していなくても、
八〇〇の０Ｎ１０ＦＦで若干色飽和度が変わる程度で、
あまり目立たないからである。

例えば、輝度信号系のＯＣＡの利得を最大３倍（９ｄＢ
）に設定したならば、色差信号系のＯＣＡの利得として
最大３−Ｆｌ、６４倍（４ｄＢ）程度をねらって設定し
、実際の画像を見て最適値になるよう調整すれば良い。

すなわち、少なくとも、輝度信号に対する利得変化率に
比べて色差信号に対する利得変化率を小さく設定（例え
ば、約０．５〜０．８倍）して輝度信号及び色差信号を
利得制御するようにする。

また、同様に色差信号の２つのＧＣＡ同士も、利得制御
特性が少しずれていたとしても、多少色相が変わるが、
色信号レベルＯ（ゼロ）゛の状態である白色の被写体を
撮影した時は出力の変化はないので、白バランスがくず
れることはなく、やはり目立たない。

（発明の効果） 本発明の自動利得調整回路は上記のような構成であるか
ら、利得制御特性の完全には揃っていない複数の利得可
変アンプ（ＯＣＡ）を用いても、白バランスのくずれな
いものを実現できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動利得調整回路の一例を示す図、第２
図は本発明になる自動利得調整回路の一実施例を示す図
、第３図は連動された３つの電圧可変利得アンプの制御
特性の一例を示す制御特性図である。 ■・・・入力端子、１・・・プリアンプ、３．６・・・
ロー・パス・フィルタ（’Ｌ　Ｐ　Ｆ　）、４、１０．
１１．１２・・・ガンマ補正回路、５・・・積分回路、
７・・・バンド・パス・フィルタ（ＢＰＦ）、８・・・
振幅検波回路、９・・・マトリックス回路、１３・・・
色差マトリックス回路、１４・・・エンコーダ、１５、
１６．１７・・・電圧可変利得アンプ（ＧＣＡン、０・
・・出力端子。 特　許　出願人　日本ビクター株式会社代表者　火遊　
一部゛ｌ １ＥＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カラー映像信号の輝度信号のレベルの大小に応じて輝度
   信号及び色信号の増幅率の割合を可変させ、一定のレベ
   ルの輝度信号及び色信号を得る自動利得制御回路で、ガ
   ンマ補正後の輝度信号を処理して得られる制御信号によ
   って輝度信号及び色差信号を利得制御する自動利得調整
   回路であって、輝度信号に対する利得変化率に比べて色
   差信号に対する利得変化率を小さく設定して前記輝度信
   号及び色差信号を利得制御するよう構成したことを特徴
   とする自動利得調整回路。