JPS61201576A - ピーキング処理装置 - 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、ディジタルのビデオ信号処理システムにおい
て、ビデオ信号の高周波応答特性を強調する装置に関す
る。

発明の背景 テレビジョン受像機により処理されたビデオ信号に応答
して発生される再生画像は、ビデオ信号の振幅遷移の傾
きすなわち勾配を増加させることにより主観的に改善も
しくは強調させることができる。この種の強調は、通常
、信号のピーキング処理と呼ばれ、一般に、ビデオ信号
の高周波成分に関連している。

米国特許第４，３９９，４６０号明細書には、周波数範
囲が０．９　ＭＨｚ〜２．７　ＭＨｚのビデオ信号を選
択的に増幅する利得制御増幅器を含んでいる、アナログ
のビデオ信号ピーキング・システムが開示されている。

利得制御増幅器からの信号が広帯域のビデオ信号に加え
戻され、周波数範囲が０．９　ＭＨｚ〜２、７　ＭＨｚ
の信号のピーキング処理が実行される。

合成された信号はピーク検出され、周波数選択性増幅器
を制御するための利得制御信号を発生する。

利得制御信号は、低振幅の合成信号に対しては高増幅を
与え、高振幅の合成信号に対しては低増幅を与える。周
波数選択性増幅器の利得は、合成信号の最大振幅の約３
５％〜５５チの間で零に減少される。

米国特許第４，１１０，７９０号明細書には、周波数選
択性利得回路とピーク検出器を含んでいる他のアナログ
の自動ピーキング処理回路が開示されている。この回路
においては、周波数選択性利得回路からビデオ信号のピ
ークの振幅が検出され、回路の利得を制御する閉ループ
に帰還される制御信号を発生する。利得回路からのビデ
オ出力信号は広帯域のビデオ信号に帰還結合されビーキ
ンク処理されたビデオ信号を発生する。

米国特許第４，０８１，８３６号明細書には、信号遷移
の傾きを選択的に増大させたり、減少させたりするため
に、ルミナンス信号をピーキング処理したり、非ピーキ
ング処理したりするビデオ信号ピーキング処理装置が開
示されている。この装置の場合、ルミナンス信号は帯域
通過濾波され、自動利得制御電圧の関数として増幅され
る。増幅され、帯域通過濾波された信号は広帯域のルミ
ナンス信号と合成され、周波数に対して選択的にピーキ
ング処理された信号を発生する。

発明の概要 本発明に従って構成される、ディジタルのビデオ信号用
ピーキング処理装置は、ディジタルのビデオ信号の周波
数の一部を選択的に通過させるフィルタと、濾波済み信
号のピークの大きさを検出する手段を含んでいる。前記
ピークの大きさを検出する手段に結合される累算器を含
んでおり、少なくとも１フィールド期間にほぼ等しい期
間にわたる前記ピークの大きさの値の和に応答して累算
値を発生する手段も設けられる。利得計算手段は利得制
御信号を発生する累算器に結合される。累算値に対する
応答は、（１）予め定められる第１の値より小さい累算
値に対しては、利得制御信号が比較的大きな一定値を有
し、（２）予め定められる第２の値より大きい累算値に
対しては、利得制御信号が実質的により小さい一定値を
有し、（３）前記第１および第２の値の間の累算値に対
しては、利得制御信号が累算値に反比例する値を有する
ことが望ましい。ビデオ出力信号は、前記フィルタおよ
び前記利得計算手段に結合されるスケーリング手段を含
んでおり、前記利得制御信号に応答して前記濾波済みの
ビデオ信号をスケーリング化する手段により発生される
。

実施例 図において、太い矢印は並列ビットのディジタル・サン
プル用の多導体バスを表わし、細い矢印は単一の導体結
線を表わす。

第１図を参照すると、広帯域のディジタル・ビデオ信号
、例えば、テレビジョン受１象機中のクロミナンス／ル
ミナンス分離器からのルミナンス信号が入力バス１０に
供給される。この信号は利得要素１６に供給され、そこ
で利得因数源１４からの利得因数Ｇｌが掛けられる。利
得因数が掛けられた要素１６からの広帯域ビデオ信号は
信号合成器２０の第１の入力に供給される。

バスｌＯ上の広帯域ビデオ信号は帯域通過フィルタ１２
の入力ポートにも供給される。帯域通過フィルタ１２は
所定の周波数帯域、例えば、２〜４、２　ＭＨｚの信号
を選択的に通過させる。フィルタ１２からの帯域通過濾
波されたビデオ信号は利得要素１８に供給され、そこで
バス３１上に供給される利得／減衰信号が掛けられる。

利得要素１８からの帯域通過濾波されたビデオ信号は信
号合成器２０の第２の入力に結合され、そこで広帯域ビ
デオ信号と合成される。

信号合成器２０からの出力信号は、帯域フィルタ１２の
周波数通過帯域にある信号成分が、この帯域外にある周
波数成分に比べて選択的に増幅もしくは減衰されている
広帯域ビデオ信号である。

バス３１上の利得／減衰信号は、フィルタ１２からの帯
域通過濾波されたビデオ信号の遷移のピークに応答して
発生される。帯域通過フィルタ１２からのビデオ信号サ
ンプルはピーク検出器２２に供給される。ピーク検出器
２２は、信号遷移のピークを近イリする大きさの値およ
び正と負の信号ピーク間の信号区間中の零の値を発生す
る。

ピーク検出器２２からのピークの大きさの値および零の
値は累算器２４に供給される。累算器２４は、例えば、
１フィールド期間にわたって、ピーク検出器２２からの
零の値およびピークの大きさの値を合計する。色副搬送
波周波数の４倍で標本化され、８ビツトのディジタル符
号語に変換されたビデオ信号の場合、帯域通過濾波され
たビデオ信号の１フイールドのピークの大きさを合計す
るためには２１ビツトの累算器で十分であることが統計
的に分っている。累算器２４は、ビデオ情報の各有効フ
ィールドの終りに、例えば、垂直同期パルスｖｓｙｎｃ
により零にリセットされる。

ｌフィールド期間中には約１２０．０００個の信号ピー
クが有り得る。実際のピークの数はこの数より相当少な
い。実施例の場合、１６個の信号ピーク期間について、
唯１個のピークが生ずるものと仮定している。さらに、
累算されたピークの大きさの値が重要な・ｅラメータで
はなく、平均のピーク値が重要である。平均のピークの
大きさの値を発生するために、累算器の出力は２　なる
因数で割られる。この除算は、２１ピツトの累算器の出
力の最上位８ビツトを使うことにより簡単に実行するこ
とができる。

累算器２４からの最上位８ビツトは、マイクロプロセッ
サもしくは読み出し専用メモリから成るルックアップ・
テーブルで構成される利得計算回路３０に供給される。

累算値の最上位８ピツトは、各フィールド期間の終りに
、ｖ３ｙｎｃ／＃ルスにより利得計算回路３０に保持さ
れる。この値は順次のフィールド区間についてバス３１
上に供給される利得因数を決めるために使われる。成る
種の応用例では、利得計算回路に供給する前に低域通過
濾波することにより累算器の出力を平滑にすることが望
ましい。

２つの閾値、ＴＨ，およびＴＴ（２が利得計算回路３０
に供給される。この閾値はハードウェアで固定された定
数でもよいし、利用者により制御され利得計算回路３０
からバス３１上に発生される利得制御信号は累算器の出
力の最上位８ビツトの値に依存する。利得関数が示され
る第４図において、縦軸は相対利得値を表わし、横軸は
累算器の８ビツトの出力値を表わす。累算器の小さな出
力値、すなわちＴＨ，より小さい場合、利得は比較的大
きく、定数値Ｇｍａｘである。累算器の出力値がＴＨ。

およびＴＨ，間の場合、利得値は曲線Ｇｍａｘ（１−（
累算値−ＴＨＩ）／累算値）による。この領域の利得曲
線は帯域通過した信号の振幅を比較的一定に保つように
選択される。累算器の出力値がＴＨ２帯域通過フィルタ
１２により通過される周波数スペクトルにわたって、信
号合成器２０の出力に発生する利得Ｇは、バス３１上に
発生する利得値と利得値源１４からの利得値Ｇ１との合
計である。

従って、利得Ｇは、累算値がＴＨ，より小さいと、””
Ｇｍａｘ　＋Ｇ１．　ＴＨＩより大きくＴＨ２より小さ
いと、Ｇ＝Ｇ□＋Ｇｍａｘ（ｌ−（累算値−ＴＨＩ）／
累算値）、ＴＨ，より大きいと、Ｇ＝Ｇ、　＋（Ｇｍａ
Ｘ−０３）である。Ｇ、がＧｒｒ、ａｘに等しく選定さ
れると、ＴＨ，より大きい場合、総利得ＧはＧｏに等し
い。Ｇ、がＧｍａｘより大きく選定されると、総利得Ｇ
はＧ１より小さく、フィルタ１２の通過帯域における信
号スペクトルは広帯域ビデオ信号に比べてデビーキング
すなわち減衰される。この後者の利得値は本発明と共に
使われるのに望ましい値であり、第４図に点線で表わさ
れる。ピーキング／デピーキング応答特性に必要な関数
に合わせて別の利得関数を代用することができる。

第２図はディノタルのピーク検出器の一例であり、第５
図の波形を参照しながら説明する。第２図において、パ
ス１３上に得られる帯域通過フィルタ１２の出力は、１
サンプル遅延要素３２に供給されると共に、減算器３４
に被減数入力として供給される。遅延要素３２からの遅
延出力は減数として減算器３４に供給される。減算器３
４からの符号ビット、すなわち極性指示信号だけが排他
的論理和（以下、ＸＯＲという。）３８・の第１の入力
と１サンプル期間の遅延要素３６に供給される。

遅延要素３６の出力はＸＯＲ３８の第２の入力に供給さ
れる。ＸＯＲ３８は、その２つの入力結線に生じる等し
くない論理値に対してのみ論理“°１＃の出力を発生す
る。

ＸＯＲ３８の出力は、それぞれ遅延要素３２およびパス
１３に接続されたデータ入力ポートを有するラッチ４０
および４２の制御入力端子に供給される。ラッチ４０お
よび４２の出力ポートは加算器４４のそれぞれの入力ポ
ートに供給される。加算器４４の出力は大きさの検出器
４６に結合される。大きさの検出器４６の出力はＸＯＲ
３８からの出力信号で制御されるダート回路４８に結合
される。

第５図において、波形（、）は、パス１３上の信号サン
プルの発生周波数および位置を決めるサンプル・クロッ
クを示す。波形（ｂ）は、一連の入力サンプルの振幅値
を示す。分り易くするために、インパルスとしてサンプ
ルが示されているが、実際には、各サンプルの値は約１
サンプルのクロック期間の間隔を有する。サンプルＳ２
がパス１３上に発生している場合を考えてみる。この間
、遅延要素３２の出力にはサンプルＳ１が発生する。減
算器３４はサンプルＳ２の振幅値からサンプルＳ１の振
幅値を引く。サンプルＳ２がサンプルＳ１よりも大きい
から、減算器３４からの符号ビットは、波形（ｃ）に示
すように、正の結果を示す論理゛０”である。サンプル
Ｓ３がパス１３上に発生すると、サンプルＳ２が遅延要
素３２から出力される。サンプルＳ３がサンプルＳ２よ
りも大きいから、Ｓ３−３２の差は正の値であり、減算
器３４からの符号ビットは再び論理°′０”である。サ
ンプルＳ４とＳ３がパス１３および遅延要素３２の出力
にそれぞれ発生すると、サンゾルＳ４がサンプルＳ３よ
りも小さいから、減算器３４は負の結果を示す論理パ１
”の符号ビットの値を発生する。サンプルＳ４からサン
プルＳ８までの順次のサンゾルの差は全て負である。従
って、減算器３４からの符号ビットは、サンゾルＳ９が
発生するまで論理″１″′の状態を保持する。サンプル
Ｓ９がサンプルＳ８よりも大きく、サンプルＳ８からサ
ンプルＳ１６までの連続するサンプルは、それぞれ前サ
ンプルよりも大きい。従って、減算器３４は、サンプル
Ｓ９からサンプルＳ１６まで、正の差を示す論理”　ｏ
　’の符号ビット出力を発生する。

波形（ｃ）に示す符号ビット出力の変化は入力サンプル
の包絡線の傾きの変化を示す。

波形（ｄ）は遅延要素３６からの遅延された符号ビット
出力を示す。波形（ｃ）および（ｄ）はＸＯＲ３８への
論理入力信号である。波形（ｃ）と（ｄ）が異なる場合
、すなわち、サンプルＳ４−８５．５９−８ＩＯ間にお
いて、ＸＯＲ３８は波形（ｅ）に示すように論理′°１
”の出力信号を発生する。

ＸＯＲ３８の出力変化が正方向の場合、ラッチ４０およ
び４２のデータ入力ポートの各サンプルはラッチに入力
される。従って、波形（ｅ）がサンプルＳ４で高くなる
と、サンプルＳ４がラッチ４２に貯えられ、サンプルＳ
３がラッチ４０に貯えられる。これらのサンプルの値は
、波形（ｅ）が再び高くなり、サンプルＳ９と８８がラ
ッチに貯えられるサンプルＳ９の時間までラッチに保持
される。

ラッチ４０および４２に貯えられた一対のサングルは加
算器４４で合計さｆｌ、Ｎビットの和を発生する。加算
器４４からの最上位Ｎ−１ビツトのみが、２つのサンプ
ル値の平均化を実行するために出力される。平均値は、
すべての各平均値を単一極性に変換する大きさの検出器
４６Ｖｃ供給される。

大きさの値はゲート４８を介してピーク検出器２２の出
力ポート２３に供給される。波形（ｒｌはバス２３上に
供給される出力信号を示す。各ピーク平均は１サンプル
・クロック期間について出力され、零の値はピーク間で
出力される。

ピーク検出器２２の別の実施例ではラッチ４２および加
算器４４が除去され、ラッチ４０からのサンプルが大き
さの検出器４６に直接供給される。

第３図は利得計算回路の一例を示す。利得制御信号は、
最大利得源６８から供給される最大の利得値から３つの
信号の中の１つを引き算する減算器６６により発生され
る。最大の利得値から３つの信号の中のどの１つが引き
算されるかは、比較器５４および５６からの論理出力信
号に依る。

累算器２４からのピークの大きさの和の最上位８ビツト
は、各フィールド期間の終りに、垂直、ｉ・１期）Ｒル
ス”５ｙｎｃの制御の下にラッチ４９に貯えられる。貯
えられた値は２つの比較器５４および５６に供給される
。閾値源５０からの閾値ＴＨ１ｕ、貯えられた値がＴＨ
ｌよりも小さい時にのみ論理”　］　”の出力信号を発
生する比較器５４の第２Ｄ人カポートに供給される。閾
値源５２からの閾値ＴＨ２は、貯えられた値がＴＨ３の
値を越える時・ンこＤみ論理゛１”の出力信号を発生す
る比較器５６の第２の入力ポートに供給される。

比較器５４および５６からの出力信号は、両方の入力が
低い場合、すなわちラッチ４９の値がＴＨ，よりも大き
く、ＴＨ２よりも小さい時にのみ論理“１″を発生する
ノアｒ−）５８に供給される。

この条件を満足すると、ラッチ４９から供給される値も
しくはその一部がゲート６０を介して減算器６６に供給
される。この例の場合、出力の利得値は第４図のＴＨｌ
およびＴＨ２間の曲線上の点に対応する。

ラッチ４９に貯えられた値がＴＨ，よりも小さいと、比
較器５４の出力は論理”　１“である。この条件を満足
すると、源５９からの零値の信号がケ゛−トロ１を介し
て減算器６６に結合される。この例の場合、減算器６６
により発生される利得信号の値はＧｍａｘである〇 ラッチ４９に貯えられた値がＴＨ２よりも大きいと、比
較器５６が論理″１″の出力を発生する。

この論理″１″の出力により、源６４からの信号Ｇ３が
ゲート６２を介して減算器６６に結合される。この例で
は、減算器６６からの利得出力値はＧｍａＸ−０３であ
る。

源５９，６４．６８中の値はノ・−ドウエアにより与え
てもよいし、利用者の好みにより最も好ましいシステム
機能を設定するために、利用者の制御の下に発生させる
こともできる。

１フィールド区間にわたってピークの大きさを平均する
ことは不適当であると考えられる。例えば、シーンが比
較的詳細でない画像から成るが、いくつかの大きな画像
遷移を含んでいると、累算されたピーク値は小さな遷移
を有する動きの多い画像の場合よりも小さくなる。その
結果得られる、非詳細の画像についてのピーキング利得
因数は大きい傾向にあり、実際、多数の大きな信号ピー
クを有する画像の場合よりもずっと大きくなる。大きな
利得は再生画像に望ましくない影響を与える。

逆に、大きなビ、−りがほとんどない場合に大きな塙 利得が供給されると画像を強希する傾向となる。

宝石を身につけている人をクローズアップする画像を考
えてみる。宝石を表わす信号は比較的大きなピークを含
んでいる。これらのピークが異常に大きな利得で増幅さ
れると、宝石はス・に−タルが加わって再生される。一
般に、全画像にわたって発生され、連続する画像期間に
わたって供給されるピーキング利得信号は、瞬時もしく
はサンプル毎に発生され供給される２御キング利得より
もずっと望ましい画像を発生させる傾向がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化する、ディノタルのビデオ信号
のピーキング／デピーキング・７ステムのブロック図で
ある。 第２図は第１図のシステムで使用されるピーク検出器の
ブロック図である。 第３図は第１図のシステムで使用される利得制御回路の
ブロック図である。 第４図は第３図に示す利得制御回路の利得と累算ピーク
の大きさの関数のグラフ図である。 第５図は第２図に示すピーク検出器の各点の電位波形図
である。 １０・・・入力パス、１２・・・帯域通過フィルタ、１
４・・・利得因数源、１６．１８・・・利得要素、２０
・・・合成器、２２・・・ピーク検出器、２４・・・累
算器、３０・・・利得計算回路、４６・・・大きさの検
出器、４８・・・ダート回路、６８・・・最大利得源。 ％許出願人　　アールシーニーコーポレーション・代　
理　人　　渡　　　辺　　　勝　　　徳第１図 」２図 真理１阻 坪３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィールドのセグメントに生じるディジタルのビ
   デオ信号の周波数スペクトルの一部をピーキング処理す
   る装置であって、 前記ディジタルのビデオ信号を受け取る入力ポートと、 前記入力ポートに結合され、前記ディジタルのビデオ信
   号の周波数スペクトルの前記一部を選択的に通過させる
   フィルタと、 前記フィルタに結合され、濾波済みのビデオ信号のピー
   クの大きさを検出する手段と、 前記ピークの大きさを検出する手段に結合される累算器
   を含んでおり、少なくとも１フィールド区間にほぼ等し
   い期間にわたる前記ピークの大きさの値の和に応答して
   累算値を発生する手段と、前記累算値を発生する手段に
   結合され、予め定められる第１の値より小さい累算値に
   対しては比較的大きな一定値を有する利得制御信号を発
   生し、予め定められる第２の値より大きい累算値に対し
   ては実質的により小さい一定値を有する利得制御信号を
   発生し、前記第１および第２の値の間の累算値に対して
   は前記累算値に反比例する値を有する利得制御信号を発
   生する利得計算手段と、前記フィルタおよび前記利得計
   算手段に結合されるスケーリング手段を含んでおり、前
   記利得制御信号に応答して前記濾波済みのビデオ信号を
   スケーリング化してビデオ出力信号を発生する手段とを
   含んでいるピーキング処理装置。