JPS60256292A - 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】 １　Ｆ／％。

（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（ｑだ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１Ｊる。

（従　来　技　術） 従来、ビデオカメラ等で（ｑだ被写体のカラー画ｍ（映
像）信号、すなわち、ｌｌｌ像管などの撮像デバイスの
出力映像（ビデオ）信号（ｎ麿・色４Ｅ　’ｒ　）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）、肖（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（ワ
ようとする場合、Ｒ，Ｇ。

Ｂの各色信号に対しては、利（ｑ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・−１ントロール
・アンプ；以下、ＧＣＡと記づこともある）が必要にな
る。

ところが、もし、この３つのＯＣＡの利（りＩＩＩ　Ｉ
ＩＩ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、八〇〇と記すこともある）が動作して、
ＯＣＡの制御電圧が変わっＩζ時、それぞ２− れのＧＣＡの増幅率のゆ化の割合が巽なり、従って、八
ＧＣｈ＜ＯＦＦから完全にＯＮ（すなわら、最大利得の
状態）になるまでの間で、出力されるＲ、Ｇ、Ｂの各色
信号の利１呼の比率が変化し、白バランスが変わってし
まうという問題点があった。

そこで、上記の問題点を解決するために、本出願人は昭
和５９年５月３１日付で、「自動利得調整回路」の特許
出願を行なった。

この発明は、電圧可変利得アンプ（ＯＣＡ）に通す信号
を色差信号と輝度信号とに分離し、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１り変化率を小さ
く設定して輝度信号及び色差信号を利得制御するよう構
成することにより、利得制部特性の完全に揃っていない
複数の電圧可変利得アンプ（ＯＣＡ）を用いても白バラ
ンスに対して影響の少ない自動利（ｑ調整回路を提供し
ているものである。

次に、この本出願人が先に提案じた自動利１ｑ調整回路
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　ｌ、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’＝Ｙ丁−０，３Ｒ’　→−０，５９Ｇ’　＋　０．
１１　Ｂ’と表わせる。

同様に、色差信号Ｒ’　−Ｙ’　、Ｂ’　〜Ｙ′は、Ｒ
’　−Ｙ’　＝　０，７Ｒ’　−０，５９Ｇ’　−０，
１１８’Ｂ’　−Ｙ’　＝　−０，３Ｒ’　−０，５９
Ｇ’　＋　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△ＧＣ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’ ＝　ｏ、３（ｋＴＲ’　）＋　０．５９　（ｋＴＧ’　
）＋　０．１１　（ｋＴＢ’　） となり、３原色信号Ｒ’　、Ｇ’　、Ｂ’　をそれぞれ
に丁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、３− （Ｒ’　−Ｙ’　）ｋ　＝　０．７ｋＴＲ’　−０，５
９ｋＴＧ−０，１１ｋＴ　Ｂ’ ＝ｋＴ　（Ｒ’−Ｙ’　） （Ｂ’−Ｙ’　）ｋ　−−０，３ｋＴＲ’　−０，５９
ｋ“Ｇ′＋　０．８９　ｋ丁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ＯＣＡに入れてに倍したならば
、色差信号にも、これに連動するＯＣＡを入れてｋＴ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出願人が先に提案
した自動利得調整回路について、以下に図面と共に説明
する。

′ｌｌ５１図は本出願人が先に提案した自動利得調整回
路を示づ図である。

ｉ像管の出力信号は入力端子Ｉを介してプリアンプ１を
通した後、プリアンプ１の出力信号の一４一 部をＬＰＦ３を通してｉ度信号Ｙとする。

また、プリアンプ１の出力信号の一部番まストライブフ
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１ηだ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によってガンマ
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ＩＪＪづるＧ
ＣＡ１５．１６．１７で利得制御された後、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
て、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Ｇ　ＯＡ　１５゜１８、１７の制
御信号としている。

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ＧＣ△１６．１７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＠ＹのＯＣＡかに倍されれば、色差信号
Ｒ’　−Ｙ’　、Ｂ’　−Ｙ’　のＧＣＡは大体１７倍
（例えば、γ−０，４５）されるような利１ｑ関係にな
っている。

しかし、上述した自動利得調整回路の説明においては、
ガンマ補正回路を理想的な補正が可能な回路として説明
を行ったが、現実の電子回路では、このにうな理想的な
補正が可能なガンマ補正回路を（りることはきわめて困
難であり、ガンマ補正曲線を折れ線で近似した折れ線ガ
ンマ補正回路によって近似的に補正することが多い。

そこで、ガンマ補正回路に実用的な折れ線近似による回
路を用いたとして説明する。

第２図（ａ）は理想ガンマ補正回路の入出力特性を示１
図であり、どのレベルの入ツノ信号電圧ｅｉに対しても
常に出力はｅ、）−ｅｉＴの関係が成立している。

しかし、第２図（ｂ）に示す折れ線近似によるガンマ特
性をもつガンマ補正回路では、例えば、折れ点レベルｅ
　ＩＪ：り低いＲ，Ｇ、Ｂ信号の入力レベルに対しては
ガンマ補正がされずに出力されることになる。そして、
このガンマ補正されなかったＲ、Ｇ、Ｂ信号を７１〜リ
ツクスして得られた色差信号が後段のＡＧＣ用の電圧制
御の可変利得アンプ（ＧＣＡ）でそのまま増幅されるが
、その時の輝度信号についてはＯＣＡで増幅された後、
ガンマ補正回路を通っているので、特別な色度の映像を
除いて、一般に、輝度信号の方は折れ点レベルｅｌを超
えているからガンマ補正がかかることになる。

従って、このような場合、色差信号のピーク部分は正規
の彩度（色飽和度）より高くなり不自然な色となってし
まう。

このような不自然す色付き現象を避けるためには、色差
信号系のＯＣＡの利得を適度に押さえ、１＜７倍（γ−
０，４５）より小さくする方法も考えられるが、輝度信
号のレベルが小さい時は八〇〇７− 回路が働くので、輝度信号のレベルが上がっても色信号
のレベルはそれに比例して上がらない。つまり、色の薄
い画像になってしまい、結局満足な色再現は得られなか
つ１＝　０ すなわら、画面の平均レベルが低い時に、ＡＧＣ回路が
ＯＮＬ、て利得が上がると、画面中の彩度の高い部分の
彩洩が必要以−トに上がり、不自然な画面になることが
ある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、
白バランスを崩すことなく色飽和度が不自然に高くなっ
た部分の補正が可能な自動利得調整回路を提供すること
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御１１１信号によって輝度
信号及び色差信号を８− 利（り制御する自動利（１１調整回路であって、前記利
得制御された色差信号を、ガンマ補正前の輝度信号によ
って利得制御される電圧可変増幅器を通して利得制御し
、回路動作時に前記色差１３月の高レベル部を圧縮する
よう構成したことを特徴と１Ｊ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３図は第１図に示した自動利１り調整回路のうち本発
明で改良を加える部分を示す図、第４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、特に第３図に
対応した、本発明で改良を加えた部分のみを示す図であ
る。なお、以下の図において、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。

本発明は、第４図に示すように、第３図の従来の回路構
成のものに対して、色差信号系の部分にＧＣＡ１８．１
９をそれぞれ追加構成する一方、このＯＣＡを制御する
ガンマ補正前の輝度信号の高しベル部をクリップ回路２
１でクリップし、このクリップした信号でＧＣＡ１８．
１９を制御することを特徴としている。

まず、色飽和度が高くなりすぎる部分というのは、はと
んど明るい部分であることが多いと考えられるから、Ｇ
ＣＡ１８．１９を制御する制御用の信号には、Ｇ　ＣＡ
　１５に入力されるガンマ補正前の輝度信号を用いる。

また、このように輝度信号によって色差信号の振幅を制
御するＧＣＡ１８．１９の具体的な回路としては、第５
図に示寸ような構成のトランジスタ差動アンプが用いら
れる。なお、第５図において、差動アンプを構成づる一
対のトランジスタのベースにはそれぞれＶ　ｅ　ｒ　＊
　Ｖ　ｏ　２の電圧が印加されているものとする。

しかし、この差動アンプの利得制御特性は、第６図に示
すような８字特性をしている。

なお、第６図において、横軸は制御入力ΔｖＯ〈ただし
、ΔＶｅ−Ｖｅ　ｌ　−ＶＢ　２　）を示し、縦軸は利
得を示す。

そこで、ＧＣＡ１８．１９の動作点は次のように設定す
る。すなわち、輝度信号のレベルの低い時は、利得変化
のあまりない最大の付近、寸なわら制御人力ΔＶＢの大
きい所を用いる。また、輝度信号のレベルの高い時は、
利得変化の大きい制御人力△Ｖｅ−０付近になるように
するために、輝度信号を、第４図中の直流をオフセット
するオフセット回路２０によってオフセットして加えて
いる。

具体的には、第６図にお（プる下方に示したような電圧
まで制御用の輝度信号をシフトしてやれば良い。

なお、ここで問題となるのは輝度信号のレベルがかなり
高くなると、利得が低下し寸ぎてしまい、第７図に示す
ように、色差信号出力が不自然に小さくなることである
。これは、上記のにうむ制御用の輝度信号によるＧＯへ
の＄す神が間ループで行なわれているためである。

そこで、この問題を防止でるために、制御用の輝度信号
を、第８図に示すように、予めピークをクリップするク
リップ回路２１ににつで、レベルの１１− 高い部分を取り除いておく。そして、色差信号系のＧＣ
Ａ１８．１９の利得が、ΔＶＢ−０付近の利得以上に下
がらないようにする。寸なわら、色差信号のピーク部の
圧縮が過度になることを防止している。

このように、色差信号系のＧＣＡを制御する輝度信号を
信号処理した結果、第８図に示すように、ＧＣＡ１８．
１９より出力される色差信号出力は自然に圧縮されてい
く。

従って、輝度信号のレベルが高くなっても、色差信号の
利得は下がらなくなり、十分満足な色再現が冑られるよ
うになる。

〈発明の効果） 本発明の自動利１５７　ｇ１１整回路は上記のように色
差信号を制御しているので、白バランスを崩すことなく
色飽和度が不自然に高くなった部分を補正できる等の特
長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願人が先に提案した自動利１ｑ調整回路を
示す図、第２図（ａ）は理想ガンマ補正器１２− 路の入出力特性を示す図、第２図（ｂ）は折れ線近似に
よるガンマ特性をもつガンマ補正回路の入出力特性を示
す図、第３図は第１図に示した自動利１調整回路のうち
本発明で改良を加える部分を示す因、第４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、特に第３
図に対応した、本発明で改良を加えた部分のみを示す図
、第５図は電圧可変利得アンプ（ＧＣＡ）の具体的な回
路例を示す図、第６図は第５図示の差動アンプの制御特
性を示す制御特性図、第７図及び第８図は本発明になる
自動利得調整回路を説明するための信号波形図である。 ■・・・入力端子、１・・・プリアンプ、３．６・・・
ロー・バス・フィルタ（ＬＰＦ）、４　、１０．４１．
１２・・・ガンマ補正回路、５・・・積分回路、７・・
・バンド・バス・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（ＯＣＡ＞、１８、１９
・・・電圧可変利得アンプ（本願発明で追加桐成したＧ
Ｃ△）、２０・・・オフセット回路、２１・・・クリッ
プ回路、０・・・出力端子。 特　許　出願人　日本ビクター株式会社代表者　宍道　
一部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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詞（ｑ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、前記利（り制御された色差信
   号を、ガンマ補正前の輝度信号によって利得制御される
   電圧可変増幅器を通して利得１１＋ＩＪ御し、回路動作
   時に前記色差信号の高レベル部を圧縮するよう構成した
   ことを特徴とする自動利得調整回路。 ■　前記電圧可変増幅器を制御する輝度信号の高レベル
   部をクリップするよう構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の自動利得調整回路。