JPS61295793A - テレビジヨン画質改善装置 - 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、カラーテレビジョン受像機、特に大画面のス
クリーンに投写管より３原色画像光を投写して画像を得
る、いわゆる投写型受像機に関する。

〔従来の技術〕

大型の画像面をもつＣＲＴは製作上、現在４０インチ程
度が限度である。それ以上では投写管による方式が現在
のところ実際的である。高品質の大型画面の場合には単
に画面を大きくするだけでは高品質は得られないので、
走査本数を多くするとともに、画質についての要求が厳
しくなる。特に投写型では、投写管のビームの電流密度
を直視形の５〜１０倍程度にするため、ビームが太くな
り、またレンズの影響のため解像度が低下することと、
高輝度の投写管・レンズ等に起因するフレアとが画質低
下の原因となっていた。

投写型の大型画面の受像機は、開発段階であるためか、
上記フレア補正・輪郭補正の手段も全面的に確定した技
術として確立していない。従来、高品位テレビ用として
提案されているフレア補正手段として、「高品位テレビ
用投写形ディスプレイの画質改善−３ＡＷフイルターに
よるフレア妨害除去−」テレビジョン学会１９８２年金
国大会５ＰＩ−１４，金庫等の映像信号を一旦ＡＭ変調
し、ＳＡＷフィルタにとおし、再び復調するアナログフ
ィルタを利用した方法がある。この方法は変調信号波に
ついて変調キャリア周波数の近傍の±ＩＭＨｚで減衰を
与えることで、フレア補正のために低周波成分を減衰さ
せるものである。しかしこの方法では変調キャリア周波
数が１００ＭＨｚ以上の高周波を用いなければならず、
また画面の水平方向のフレア成分を除去できても、垂直
方向成分に応用しようとすると非常に正確な１ライン遅
延線が多数必要になり実現が困難である。

輪郭補正としては、画像の輪郭成分を抽出して、原信号
に付加する方法が一般的であるが、画面の水平方向だけ
強調する方式が大部分で、垂直方向の強調は何らかの方
法でライン遅延をつくらねばならないため、例がすくな
い。

ところで、解像度低下を防ぐため、輪郭を強調する輪郭
補正と、フレアをおさえるフレア補正とは、前者は微分
を含む高周波成分の強調であり、後者はフレアの多い画
面がＭＴＦ　（解像度特性）が低域で持ち上がる形にな
っているので、低域の周波数成分に減衰特性を与えるこ
とになる。したがって、輪郭補正とフレア補正とは周波
数的には並行的に行ないうる性質のものであるが、ディ
ジタル方式とアナログ方式とが混在するとか、あるいは
一方式に統一すれば、実現が難しいということで両方の
補正処理を行なった例はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上、述べたように、大画面の投写型受像機について、
必要とされるフレア補正・輪郭補正手段を全面的に採用
し、高品質の画像を得る段階までいたっていない。ここ
で全面的にというのは、輪郭・フレア補正を垂直・水平
両成分とも可能にすることである。アナログ方式では、
特にフィルタ特性の均一性、遅延線の温度による変動等
の問題があり、また大規模の方式では、全装置のタイミ
ング調整が難しい。ディジタル方式であれば原則的に前
記問題に充分対応でき、かつ設計上の柔軟性に冨んでい
る。しかし規模が大きくなる困難がある。問題は、いか
にディジタル補正装置を具体化するかにある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、画面の水平および垂
直方向についてフレア成分を除去すると同時に画面の輪
郭を強調する補正を並行的に行なう画質改善装置をすべ
てディジタル的手段により、しかも小規模な形で実現す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の画質改善装置は、投写形ディスプレイ方式のテ
レビジョン受像機において、３原色映像信号をそれぞれ
Ａ／Ｄ変換してから、逆マトリクス回路により輝度信号
と２つの色信号となし、該輝度信号を輝度信号補正部に
おいて輪郭・フレア補正後、補償用遅延回路により遅延
された２つの色信号とともにマトリクス回路に入力し、
３原色映像信号に復元し、それぞれＤ／Ａ変換して出力
するものである。

前記輝度信号補正部は、輝度信号入力に対して並列に設
けられた、補償用遅延回路および後段に輝度信号の入力
レベルにより利得を変化する利得調整回路を付した輪郭
・フレア補正信号作成回路と、前記補償用遅延回路と利
得調整回路との出力を合成する合成回路とから構成され
ている。

前記輪郭・フレア補正信号作成回路は、画像の輪郭補正
とフレア補正とを並列になすもので、（イ）　輪郭補正
は、画像の垂直方向・水平方向に並列に、垂直方向には
１ディレィとしてラインメモリを用いた高域通過型ＦＩ
Ｒフィルタ、水平方向には１ディレィとしてＡ／Ｄ変換
変換クロフレジスタを用いた高域通過型ＦＩＲフィルタ
によりなされ、 （ロ）　フレア補正は画像の垂直方向・水平方向に並列
に、垂直方向には１ディレィとしてラインメモリを用い
た高域通過型ＩＩＲフィルタと１フィールド分の情報を
反転する反転器とを交互に直列に２段づつ有し、水平方
向には１ディレィとしてＡ／Ｄ変換クロックのレジスタ
を用いた高域通過型ＩＩＲフィルタと１ライン分の情報
を反転する反転器とを交互に直列に２段づつ有する回路
によりなされろ。

ここで前記フィルタ類および利得調整回路における係数
回路は、その係数を可変的に調整し、設定できるもので
ある。

〔作用〕

本発明は、輝度信号に３原色信号が含まれることを利用
し、ディジタル３原色映像信号から求めた輝度信号につ
いて補正する方式であって、逆マトリクス回路で、輝度
信号と２つの色信号とにしてから輝度信号を輝度信号補
正部に入力して補正を行なう。

輝度信号補正部の補正信号作成回路は、輪郭補正信号作
成回路と、フレア補正信号作成回路とが並列になってい
て、輪郭とフレアとの補正が並行的に行なわれる。この
輪郭補正とフレア補正とは、さらに垂直方向と水平方向
とを並列にしている。

実施例で詳しく説明するが、輪郭補正のフィルタはＦＩ
Ｒフィルタを、フレア補正のフィルタはＩＩＲフィルタ
を用い、高域通過型フィルタの特性をもたせている。補
正信号は、利得調整回路によって輝度信号のレベルに対
応して振幅を調整して出力される。上記補正信号を補償
用遅延回路で遅延した輝度信号と合成して、補正された
輝度信号とする。

次に、上記補正輝度信号と２つの色信号との位相を合わ
せてからマトリクス回路でＲＧＢ信号を復元し、各信号
をＤ／Ａ変換することで画質の改善された３原色映像信
号を得ることができる。

なお、フィルタ類、利得調整回路には係数回路が必要と
なるが、可変的に調整可能な回路を用い最適に調整設定
しておく。

（実施例〕 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

実施例の基本的構成を第１図に示す。３原色の映像信号
をＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｃによりディジタル映像信
号となし、逆マトリクス回路１８に入力して、輝度信号
Ｙと２つの色信号Ｃ＋、Ｃｚとする。色信号は、色差信
号、またはＥ＋、Ｅｏ倍信号どちらでもよい。Ｙ信号は
輝度信号補正部１０に入力し、補正されたＹ信号として
マトリクス回路１９に入力する。輝度信号補正部１０は
、補正信号作成回路１３で作成された補正信号を利得調
整回路１７を経て合成回路１４において、補償用遅延回
路１２ａにより位相を合わせたＹ信号と合成することで
補正されたＹ信号を出力する。

上記補正されたＹ信号と、補正されたＹ信号に補償用遅
延回路１２ｂ、１２ｃによりそれぞれ位相を合わせたＣ
Ｉ倍信号Ｃ２信号とをマトリクス回路１９に入力し３原
色信号ＲＧＢを復元する。

ＲＧＢ信号はＤ／Ａ変換器１５ａ　〜１５ｃでアナログ
信号として出力する。

ところで投写管の入力信号は、陰極線管の特性上、入力
に対してガンマ乗じた非線形の信号としている。このよ
うな入力信号を、フィルタ処理し補正信号を作成し加算
するときに、補正信号自体の線形性が失われ、信号レベ
ルの低い画面暗部での補正フィルタの感度が低下し、暗
部の画質改善効果が低下する。この点を改良するため、
利得調整回路１７を補正信号作成回路１３に縦続させる
。

Ｙ信号は、遅延器１６を介して補正信号作成回路１３の
信号遅延を補償した制御信号として利得調整回路１７に
入力する。そして信号レベルの低いところでは、利得調
整回路１７の利得を住げて補正フィルタの暗部の感度低
下を補償する。逆に信号レベルの高いところでは利得を
下げる。これによって画面暗部も画質が改善される。

次に補正信号作成回路１３につき説明する。第２図が、
回路ブロック図であり、輪郭補正とフレア補正とを並行
的に各々独立に行なう。互いに関連なく実行できるから
並列にすることで、補正により生ずる信号遅延を減少し
ている。各補正もそれぞれ、垂直補正と水平補正とを並
列に行なう。

第２図の全体構成の説明の前に、各フィルタにつき説明
する。２１．２２はそれぞれ垂直、水平補正用の輪郭補
正ＦＩＲフィルタである。輪郭補正は補正に関与するラ
イン数、あるいはドツト数が少ないから、ディジタルフ
ィルタとして直線位相にすることのできるＦＩＲフィル
タ（トランスバーザルフィルタ）で構成しても小規模に
できる。

例えば第３図のように遅延素子２００．係数回路２０１
ａ　〜２０１ｄ、加算回路２０２より構成する。加算回
路２０２により、係数回路２０１ａ〜２０１ｄの加算位
相を合わせることで直線位相の特性を得ている。遅延素
子２００は垂直補正の場合はラインメモリであり、水平
補正の場合はＡ／Ｄ変換クロックのレジスタである。

次に２３．２４はそれぞれ垂直、水平補正用の特殊なフ
レア補正用フィルタである。フレア補正は、関与するラ
イン数、ドツト数が多くなるので、規模を小さくするた
めにＩＩＲフィルタ（リカーシブフィルタ）とする。し
かしＩＩＲフィルタで直線位相をうるには特別の手段が
必要になる。本発明ではＩＩＲフィルタ出力を反転し、
その反転出力をさらに同一特性のＩＩＲフィルタに入力
後にその出力を反転するという２段のＩＩＲフィルタを
用い等測的に直線位相を得ている。以下では複合１１Ｒ
フイルタと略称する。

第４図は垂直フレア補正用の複合１１Ｒフイルタ２３の
ブロック図である。ＩＩＲフィルタ２３０ａは遅延素子
２３１と、各タップおよび入力端に結ばれた係数回路２
３２ａ〜２３２ｄを加算回路２３３で合成する周知の形
式のものである。ここで遅延素子２３１はラインメモリ
である。ＩＩＲフィルタ２３０ａの出力をフィールド単
位でフィールド反転器２３４ａで反転し、さらに同一構
成のＩＩＲフィルタ２３０ｂに入力し、その出力をフィ
ールド反転器２３４ｂで反転する。ＩＩＲフィルタ２３
０ａの位相遅れが、反転してＩＩＲフィルタ２３０ｂに
とおすことで位相がすすむから、位相補償がされる。

第５図は水平フレア補正用の複合ＩＩＲフィルタ２４の
ブロラク図である。回路構成は垂直フレア補正用の複合
１１Ｒフイルタ２３と同一である。

ただ遅延素子２４１はＡ／Ｄ変換クロックのレジスタで
あり、ライン反転器２４４ａ〜２４４ｂになっているこ
とが異なる。

以上で、フィルタの構成について述べたが、輪郭補正と
フレア補正とは周波数特性としてはそれぞれ高域成分の
強調と低域成分の減衰であり、フィルタとしては両者と
も高域通過型のフィルタにする。

上記でフィルタの説明がすんだので以下第２図の補正信
号作成回路１３の全般につき説明する。

Ｙ信号は先ず補償用遅延器２５に入力し、タップから所
定の遅延量を与えた信号をそれぞれ信号線ＩＩ　Ｉ＋　
１２．　ｍ、、　ｍ２に送りだす。信号線ｇ、、ｘ２．
からの入力はそれぞれ垂直輪郭補正ＦＩＲフィルタ２１
、水平輪郭補正ＦＩＲフィルタ２２によって、輪郭補正
されて合成回路２８ａで合成される。またｍ、、ｍ２か
らの入力はそれぞれ垂直フレア補正複合ＩＩＲフィルタ
２３．水平フレア補正複合ＩＩＲフィルタ２４によって
、フレア補正されて合成回路２８ｂで合成される。コア
リング回路２７ａ、２７ｂの説明は後述するが、前記合
成回路２８ａ、２８ｂの出力はさらに合成回路２６で合
成され、補正信号として出力する。

補償用遅延器２５から出力される信号線β１゜１２、ｒ
ｒｚ、ｍｚはそれぞれ異なる遅延量をディジタル信号に
対してもたせる。この遅延量の決定は、合成回路２８ａ
、２８ｂ、２６のすべてにおいて、それぞれの合成すべ
き入力信号の位相がすべて合致するようにきめるのでか
なり複雑である。本回路では、輪郭・フレア補正とも垂
直方向と水平方向とを並列に行なっている。他の方法と
して垂直方向と水平方向とを直列に行なうことが考えら
れ、補償用遅延器が簡単になる。しかし高域通過型のフ
ィルタを垂直補正・水平補正用に直列に用いると、画面
上の４近影ウィンドウパターンの場合、垂直方向と水平
方向との補正が関連して、改善すべき極性と逆極性の補
正信号がウィンドウ内角と対角になるななめ外側に表わ
れる。本発明では垂直方向と水平方向とを並列に行なう
ので、相互の補正が関連することがなく、上記ウィンド
ウパターンの４隅でも良好な補正が得られる。

上記補正出力を直ちに合成回路２６で、合成して補正信
号出力を得ることができるが、第２図の回路では、コア
リング回路２７ａ、２７ｂをとおしてから合成している
。補正信号は信号の高域成分を強調するもので、特に輪
郭補正ではそれが顕著である。このとき同じ高域領域に
あるノイズも強調され、画面の細かいところでＳ／Ｎが
劣化する傾向がある。そこで、ノイズが問題になる、信
号のレベルの低い所では補正信号を零にしてノイズの強
調を防ぐようにした回路がコアリング回路２７ａ、２７
ｂである。つまり補正信号の零近傍に無感帯を設けるの
だが、投写する画面が小さいときなどは必ずしも必要な
い。

以上で、本発明の回路構成の説明を行なったが、本発明
では、各種フィルタ類、利得調整回路あるいはコアリン
グ回路などに多数の係数回路が必要となる。係数回路の
各係数値はさまざまなものになり、しかも受像機ごとに
調整・設定を要することが多い。したがって、受像機の
製造の最終段階において調整可能なことが必要である。

本発明では係数を可変的に調整し、設定できるものとし
て、第６図に示すような素子を使用する。

第６図（ａｌは係数回路を図示的に表示したもので、同
図（ｂ）はＲＯＭ３１．同図（Ｃ）は乗算回路３２．同
図（ｄ）はシフター回路３３である。同図（ｂ）のＲＯ
Ｍ３１の場合は、入力をアドレス信号となし、その番地
に格納されたデータが出力されるが、そのデータを入力
に係数を乗じたものとすればよい。調整の際にＲＯＭ書
きこみをするようにしてもよいし、あらかじめ各種係数
値を格納しておき、アドレス線を充分とっておいて調整
の際にアドレス線を選択することで可変としてもよい。

同図（Ｃ１の乗算回路３２の場合は、乗算データ（係数
値）を設定することで、係数を調整できる。同図（ｄｌ
はシフター回路３３で例えばシフター３３１，３３２を
並列とすればシフター３３１が２ビツトシフト。

シフター３３２ガ３ビツトシフトとすれば下位へのシフ
トであれば入力データは３／８となって出力する。シフ
ト数を制御し、あるいはシフターの数をあらかじめ充分
用意して調整の際に選択することで係数を可変的に調整
し設定できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように、大画面の投写形テレビジョン受像
機の画質を、輪郭・フレア補正を並行して行なうことで
、格段と高品質とすることができる。本発明の効果とし
て次のことがあげられる。

（１）３原色映像信号から逆マトリクス回路で輝度信号
を作成し、この輝度信号について補正を行なった後、２
つの色信号と補正された輝度信号とからマトリクス回路
で３原色信号を復元している。

複雑な補正信号作成回路などを３原色に設ける必要がな
く１個ですみ装置コストが格段と低くなり、しかも輝度
信号には３原色が含まれることからＧ信号のみから補正
信号をとりだす場合に対し任意の色相の信号に対し補正
の効果がある。

（２）輪郭・フレア補正用フィルタとして、前者にＦＩ
Ｒフィルタ、後者に複合）ＩＲフィルタを用いることで
、直線位相でしかも素子数の少ない小規模な回路構成に
することができる。

（３）　　フィルタ特性が高域通過型であるが、垂直補
正・水平補正を並列に行なっているので、相互の関連が
なく４辺形のウィンドウパターンの４隅でも良好な補正
が得られる。またすべてのフィルタが並列になっている
ので、補正信号作成回路の遅延が少ない。

（４）利得調整回路を設け、信号レベルに応じてその利
得を調整し、信号レベルの低いときには利得を上げるよ
うにすることで、映像信号のガンマ特性による画面暗部
での補正フィルタの感度低下を補償している。

（５）　　フィルタ類、利得調整回路などに用いられる
係数回路として、係数を可変的に調整し、設定できるも
のを使用し、調整を用意にしているから、機器の量産時
に有利である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は基本構成ブロ
ック図、第２図は補正信号作成回路の構成ブロック図、
第３図は輪郭補正に用いるＦＩＲフィルタの構成図、第
４図・第５図はフレア補正に用いる複合１ｆＲフイルタ
の構成図、第６図は係数回路の例を示す図である。 １〇−輝度信号補正部、 １１　ａ　〜Ｌ　１　ｃ−＝Ａ　／　Ｄ変換器、１２ａ
〜１２Ｃ・−補償用遅延回路、 工３−補正信号作成回路、　　１４・−合成回路、１５
　ａ　〜１５　ｃ−Ｄ　／　Ａｇ換器、１６−遅延器、
　１７・−・利得調整回路、１８−逆マトリクス回路、 １９・・・−マトリクス回路、 ２１〜２２−・−輪郭補正ＦＩＲフィルタ、２３〜２４
−　　フレア補正複合１１Ｒフイルタ、２５−・補償用
遅延器、 ２６、　２８　ａ、　　２８　ｂ−合成回路、２７ａ〜
２７ｂ・−・コアリング回路、２００−遅延素子、 ２０１　ａ　〜２０１　ｄ−−係数回路、２０２−加算
回路、 ２３０　ａ　〜２３０　ｂ・− （高域通過型）ＩＩＲフィルタ、 ２３１．２４１−遅延素子、 ２３４　ａ　〜２３４１）−−−−フィールド反転器、
２４０　ａ　〜２４０　ｂ・− （高域通過型）ＩＩＲフィルタ、 ２４４　ａ　〜２４４　ｂ−−−−ライン反転器、３０
−係数回路、　３１−・ＲＯＭ、 ３２−・・乗算回路、　３３−ラフター回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 投写形ディスプレイ方式のテレビジョン受像機において
   、３原色映像信号をそれぞれＡ／Ｄ変換してから、逆マ
   トリクス回路により輝度信号と２つの色信号となし、該
   輝度信号を輝度信号補正部において輪郭・フレア補正後
   、補償用遅延回路により遅延された２つの色信号ととも
   にマトリクス回路に入力し、３原色映像信号に復元し、
   それぞれＤ／Ａ変換して出力する画質改善装置であって
   、前記輝度信号補正部は、輝度信号入力に対して並列に
   設けられた、補償用遅延回路および後段に輝度信号の入
   力レベルにより利得を変化する利得調整回路を付した輪
   郭・フレア補正信号作成回路と、前記補償用遅延回路と
   利得調整回路との出力を合成する合成回路とからなり、 前記輪郭・フレア補正信号作成回路は、画像の輪郭補正
   とフレア補正とを並列になすもので、（イ）輪郭補正は
   、画像の垂直方向・水平方向に並列に、垂直方向には１
   ディレイとしてラインメモリを用いた高域通過型ＦＩＲ
   フィルタ、水平方向には１ディレイとしてＡ／Ｄ変換ク
   ロックのレジスタを用いた高域通過型ＦＩＲフィルタに
   よりなされ、 （ロ）フレア補正は画像の垂直方向・水平方向に並列に
   、垂直方向には１ディレイとしてラインメモリを用いた
   高域通過型ＩＩＲフィルタと１フィールド分の情報を反
   転する反転器とを交互に直列に２段づつ有し、水平方向
   には１ディレイとしてＡ／Ｄ変換クロックのレジスタを
   用いた高域通過型ＩＩＲフィルタと１ライン分の情報を
   反転する反転器とを交互に直列に２段づつ有する回路に
   よりなされ、 前記フィルタ類および利得調整回路における係数回路は
   、その係数を可変的に調整し、設定できるものである ことを特徴とするテレビジョン画質改善装置。