JPS6133501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は非線型振幅伝達特性を持つ電気回
路、特にカラーテレビジヨン信号の輝度成分とク
ロミナンス成分とを分離する櫛型波器等を含む
カラーテレビ受像機において画像の垂直デテール
情報の振幅回路、ピーキングおよび減衰を選択的
に行う回路に関する。

米国で開発されたようなカラーテレビジヨン方
式では、カラーテレビジヨン信号の輝度成分およ
びクロミナンス信号が映像周波数スペクトル内に
周波数間挿関係で配置され、輝度成分が水平線走
査周波数の整数倍に、クロミナンス成分がその線
走査周波数の1/2の奇数倍になつている。このよ
うに周波数が互いに間挿された映像信号の輝度お
よびクロミナンス成分を分離する櫛型波器は
種々のものが公知であり、その例が米国特許第
4143397号および同第4096516号の各明細書に開示
されている。

この櫛型波器の輝度出力に生じる分離された
輝度信号はその全周波数帯に亘つて櫛型濾波効果
を受けていて、クロミナンス信号成分に割当てら
れた高周波数帯部分に亘る櫛型濾波作用は所要の
クロミナンス信号成分消去効果を呈するが、この
櫛型濾波作用をクロミナンス信号成分に割当てら
れていない低周波数帯部分にまで拡張すること
は、所要のクロミナンス信号成分の除去には不必
要で、輝度信号成分を不必要に消去するだけであ
る。割当てのない帯域の下端のこのような消去を
受けない成分が「垂直デテール」輝度情報を表わ
す。このような垂直デテールを保存することは表
示画像の輝度内容の垂直解像度の低下を防ぐのに
望ましい。

この垂直デテール情報を保存する方式の１つに
分離されたクロミナンス成分が現れる櫛型波器
の出力に低域波器を結合したものがある。この
波器の上部遮断周波数はクロミナンス信号成分
の占める帯域の下側（例えば丁度2MHz下）にあ
り、この波器はその櫛型波器のクロミナンス
出力からクロミナンス帯域以下の信号を選択的に
組合せ回路網に供給して、ここで信号を選択的に
櫛型波器からの櫛型濾波された輝度出力信号と
加え合せる。この組合せ信号はクロミナンス信号
成分が除去された（波器の遮断周波数以上の周
波数帯を占める）「櫛型濾波」された高周波部分
と、輝度信号成分が全部保存されている「櫛型濾
波」されていない（すなわち「平坦」な）低周波
部分とを含んでいる。

輝度信号をその原形（すなわち「平坦」な振幅
特性）にまで回復させるに要するより大量の垂直
デテール信号を輝度信号に追加することによつて
表示画線の垂直デテール情報の増強またはピーキ
ングを行うことが望ましいことがある。この追加
された垂直デテール信号は垂直デテール情報を増
強して画像の細部解像度を向上するが、輝度信号
が低レベルの場合、特に雑音の干渉があつてこれ
が輝度信号の垂直デテール情報と共に無用に強調
されると、上記の向上は目障りな可視効果を生ず
ることになる。

この場合はまた映像信号中に交番線セツトアツ
プ変化（以後ALSUVと呼ぶ）があるときこれも
無用に増強される。このALSUV現象は映像信号
の黒レベルの各線間変化により明示される低レベ
ル信号干渉の１形式で、例えば放送機の信号処理
系の調整不良により起ることもある。この
ALSUV干渉は最大予想映像信号振幅の約５％の
低レベル映像信号の場合特に著しく、再生画像に
目障りな可視効果を生じ、これが垂直デテールが
増強されると不都合に拡大される。

映像信号の雑音その他の無用成分の悪影響を最
少にする技法には、例えば米国特許第3715477号
明細書記載のように（雑音を含む）信号の小さい
振幅変化を除去する一般に信号の「コアリング」
と呼ばれるものがある。

垂直デテール信号のコアリングを特に輝度信号
に回復すべき低レベルデテール信号情報に関して
垂直デテール情報を害しないように行う有利な方
式の１つが米国特許願第38202号（特願昭55−
62162号、特開昭55−153489号に対応）明細書に
記載されている。この方式もまた雑音やALSUV
のような干渉信号成分を実質的に同時に増強する
ことなく垂直デテール情報の増強を行う。

デテール情報を歪ませたり不明瞭にしたりする
映像管の「ブルーミング」を防ぐために大振幅の
垂直デテール信号を削減（振幅減すなわち減衰）
する方式は米国特許願第38203号（特願昭55−
62163号、特開昭55−153490号に対応）明細書に
記載されている。この方式と同様、この発明の原
理による信号処理回路は小振幅、中振幅および大
振幅の映像信号に対する回復、増強（ピーキン
グ）および削減を選択的に行うための非線型振幅
伝送機能を有する。

この発明による回路は入力端子と出力端子とを
有し、入出力を持つ増幅装置を含む増幅器を具備
し、この増幅装置の入出力間に第１のインピーダ
ンスを持つ第１の帰還路が設けられている。その
増幅装置の入出力間にはまた第２のインピーダン
スと、この第２のインピーダンスと直列に接続さ
れた、闘値切換回路網を含む第２の帰還回路が設
けられている。この切換回路網の入力は増幅装置
の出力に結合され、出力はこの回路の出力端子に
結合されている。またこの切換回路網は第１の範
囲内の第１の値の信号振幅に応じて一方の導電状
態を示し、第２の範囲内の第１の値より大きい第
２の値の信号振幅に応じて他方の導電状態を示
す。

この発明の回路の１特徴によれば増幅装置の出
力と入力との間に第３の帰還路が設けられ、この
第３の帰還路は第３のインピーダンスと、入力を
第２の帰還路の切換回路網の出力に結合された追
加の闘値切換回路網を有する。この追加の切換回
路網は第１および第２の値の信号振幅に応じて一
方の導電状態を示し、第３の範囲内の第１および
第２の値より大きい第３の値の信号振幅に応じて
他方の導電状態を示す。

この発明の回路の他の特徴によれば、第２の帰
還路がまた追加のインピーダンスを有し、第２帰
還路の切換回路網がこの追加のインピーダンスに
結合されて、その追加のインピーダンスを流れる
電流を切換制御するようになつている。

この発明のさらに他の特徴によれば、この発明
の原理による回路はカラーテレビ受像機等に用い
られて、垂直デテール信号振幅の指定範囲に関す
る非線型伝達関数により垂直画像デテール情報信
号を変換する。

次にこの発明を添付図面を参照しつつさらに詳
細に説明する。

第１図において、輝度およびクロミナンス成分
を含む合成カラー映像信号の信号源１０は映像信
号を例えば米国特許第4096516号明細書記載のよ
うな電荷転送装置（CCD）を用いた櫛型波器
のような公知構造の櫛型波器１５の入力に供給
する。輝度およびクロミナンス成分は映像信号周
波数スペクトル中に周波数間挿関係で配置されて
る。輝度成分は（直流すなわち零周波数から約
4MHzまでの）比較的広い帯域幅を有し、その上
部周波数帯は色情報で振幅位相変調された
3.58MHzの副搬送波から成るクロミナンス成分
に割当てられている。輝度分離作用に対する櫛型
波器１５の振幅対周波数応答は、直流すなわち
零周波数から拡がる水平線走査周波数（約15734
Hz）の整数倍においてピーク振幅応答を示し、
3.58MHzのクロミナンス副搬送波周波数を含む
線走基周波数の1/2の奇数倍に零振幅を示す。ま
たクロミナンス分離作用に対する櫛型波器１５
の振幅対周波数応答は、3.58MHzを含む線周波
数の1/2の奇数倍にピーク振幅応答を示し、線周
波数の整数倍に零振幅を示す。

櫛型波器１５の輝度出力からの櫛型濾波輝度
信号Ｙは低域波器２２を介して信号組合せ回路
網３０の１入力に供給される。波器２２は約
4MHzの遮断周波数以下の全輝度信号を通すよう
になつており、櫛型波器１５がCCD式のとき
その切換動作に関連する切換信号の雑音およびク
ロツク周波数成分を除去する働らきをする。

櫛型波器１５のクロミナンス出力からの櫛型
濾波クロミナンス信号Ｃは、クロミナンス信号処
理装置６４に印加されて色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙ，Ｇ−Ｙを発生すると共に、低域垂直デテール
波器３５に印加される。装置６４はクロミナン
ス信号周波数の帯域を占める櫛型波器１５から
の信号周波数だけを通す適当な波器を含んでい
る。波器３５は約1.8MHzの遮断周波数を示
し、櫛型波器１５の櫛型濾波クロミナンス信号
出力に存在するこの遮断周波数以下の信号周波数
を選択的に通す。この領域の信号周波数は櫛型濾
波輝度信号にはなく、表示画像の輝度内容の垂直
解像度の損失を防ぐため輝度信号に回復すべき垂
直デテール輝度情報を表わす。この垂直デテール
の回復および増強並びに削減は次のようにして行
われる。

垂直デテール信号は波器３５の出力から後述
する非線型信号処理回路５０に供給される。この
信号処理回路５０の振幅伝達特性を第５図に示
す。次の正（＋）極性信号に対する応答に関する
註記は負（−）極性信号にも適用される。

処理回路５０は垂直デテール信号振幅の所定の
３範囲に対して第５図に示すように３領域，
，の信号振幅伝達（利得）特性を示す。低レ
ベルの信号（例えば振幅が最大予想振幅の約５％
の信号）の場合は規定の利得応答が回復領域で
得られるため、雑音その他の無用成分と共に低レ
ベルデテール信号が領域で強調されずに処理さ
れる。中振幅（例えば最大予想振幅の約５〜40％
の信号振幅）の垂直デテール信号のピーク振幅は
強調領域において例えば約３の利得で処理さ
れ、これによつて垂直デテール情報を強調し、こ
の領域の画像明瞭度を向上する。例えばレタリン
グのようなコントラストの高い画像に対応する比
較的大振幅（例えば最大予想振幅の約40％と最大
振幅との間）の垂直デテール信号のピーク振幅
は、コントラスト過剰を防ぎ、画像の細部を歪ま
せたり不明瞭にしたりする映像管の「ブルーミン
グ」を防ぐため、領域の振幅応答で示すように
振幅を低減または「削減」される。

領域（垂直デテール回復）では低レベルの垂
直デテール信号情報が表示画像の輝度内容に正規
の低レベルの垂直解像度を保存するに足る量に回
復してしまうことが判る。この例において、また
後述のように、領域で処理された小さい信号振
幅には約２の規定回復利得が与えられているが、
この領域の利得は、規定の方式では、最終的に
再構成された輝度信号が小振幅のデテール信号に
対して本質的に「平坦」な振幅応答を示すよう
に、垂直デテール信号の小振幅変化を輝度信号に
回復するに要する信号利得であることが好まし
い。これに関連して、回復利得の大きさは、例え
ば櫛型波器１５の出力と最終的に再構成された
輝度信号を処理する輝度信号処理装置３２の出力
との間に結合された回路網の信号変換特性や、櫛
型波器１５の出力に生ずる信号の相対振幅等の
種々の因子の関数である。

領域の振幅伝達応答によつて与えられる回復
利得の選択には、与えられた映像信号処理方式に
どのような結果を受入れ得るかということが考慮
される。例えば、回復利得が高過ぎると、低レベ
ルのALSUV信号干渉が見え易く、低過ぎると
2MHz以下の垂直デテール周波数領域に著しい
「櫛型濾波」効果（すなわち信号のピークと零点
の周波数が異なる効果）を生じ、低レベルの垂直
デテール情報の損失を起す。このように領域の
振幅伝達特性の傾斜は許容し得ない副作用を生ず
ることなく所要の応答（例えば平坦な輝度応答）
を得るに要する信号利得の大きさに相当する。こ
の領域の信号振幅応答は、櫛型濾波輝度信号Ｙ
を櫛型波器１５の出力から組合せ回路網３０に
供給する信号路の応答と一定の関係を持つことが
好ましい。

領域（垂直デテール強調）では、中振幅の信
号に表示画像の垂直解像度に有利と考えられる態
様で利得の追加を行うことにより、適当な垂直細
部の強度が得られてている。後述のように、この
強調を行う中振幅信号のピーク振幅変化がこの例
では回復利得より大きい利得で増幅されるが、そ
の小振幅変化は回復利得で（すなわち強調せず
に）処理される。また増強されない小振幅信号も
回復利得で処理される。このようにして雑音や
ALSUV干渉を含む不都合な低レベル信号成分の
強調が本質的に行われず、または許容限度まで抑
制され、低レベルの垂直デテール情報の画像「汚
染」が防がれる。

処理回路５０で処理された垂直デテール信号は
回路網３０で波器２２から供給された櫛型濾波
輝度信号Ｙと合計される。回路網３０の出力信号
は上述のように垂直デテール情報が回復され（領
域）、強調され（領域）また削減された（領
域）映像信号の再構成輝度成分に対応する。こ
の再構成された輝度成分はさらに輝度信号処理装
置３２に供給される。この装置３２からの増幅輝
度信号Ｙとクロミナンス信号処理装置６４からの
色差信号とがマトリツクス６８で組合されて、カ
ラー画像表示出力信号Ｒ，Ｂ，Ｇを生成する。こ
れらの信号は次に適宜カラー映像管７０の画像強
度制御電極に供給される。

第２図は非線型信号処理回路５０の回路の１実
施例を示す。デテール波器３５の出力信号は入
力信号Ｓ_iとして結合コンデンサ７２および入力
抵抗７３を介して処理回路５０の演算増幅器７５
の反転入力に供給され、この増幅器７５の非反転
入力は基準電位点（例えば大地）に接続されてい
る。

増幅器７５の出力と反転入力との間に結合され
た第１の帰還回路網は帰還抵抗７６を含み、第２
の帰還路はコアリングダイオード８１，８２と抵
抗８７との並列回路、帰還抵抗７８および結合コ
ンデンサ７７を含んでいる。ダイオード８１，８
２は後述のように増幅器７５の出力に発生する信
号の互いに反対極性のものに応じて導通するよう
に配置されている。第３の帰還回路網は並列ダイ
オード８３，８４、帰還抵抗７９およびコンデン
サ７７を含む。ダイオード８３，８４は同じく後
述のように印加信号の互いに反対極性のものに応
じて導通するように配置されている。処理回路５
０の出力信号Ｓ_Oは結合コンデンサ１４０を介し
て組合せ回路３０（第１図）の第２の入力に供給
される。

今コンデンサ９０，９１，９２を無視すると、
信号処理回路５０は第５図に示すような非線型複
合振幅伝達関数を明示し、第５図の３領域，
，の振幅を持つ信号にそれぞれ異る信号利得
を与える。コンデンサ７７の値は最初の沈静時間
後コンデンサ７７の直流電圧が増幅器７５の出力
の直流レベルに実質的に等しくなるように充分大
きく選定する。

上述のように、また前記米国特許第38202号明
細書記載のように、輝度信号の垂直デテール内容
の「汚染」を防ぐためには小振幅信号に付随する
デテール情報が回復されることが肝要である。こ
の機能は第２図の回路の抵抗８７によつて行われ
る。

ダイオード８１，８２は小信号振幅では非導通
である。抵抗８７は線型装置で、回路５０におい
て小振幅デテール信号が第５図の振幅伝達特性で
示す領域の規定回路利得（第４図）で処理され
ることを許容する。領域における処理後出力信
号Ｓ_Oに与えられる回復信号利得Ａ（約２）は
次式で表される。

Ａ＝Ｒ_Ｐ３／Ｒ_７３×Ｒ_７８／Ｒ_７８＋Ｒ
_８７ ただしR₇₃，R₇₈，R₈₇はそれぞれ抵抗７３，７
８，８７の値、Ｒ_P3は抵抗７６と抵抗７８，８７
の直列和との並列和である。抵抗８７はダイオー
ド８１，８２が印加された中振幅および大振幅の
信号に応じて導通すると「短絡」または側路され
るため、後述のように領域，で処理される中
振幅および大振幅の信号に与えられる信号利得に
影響しない。

増幅器７５の出力に現われる信号の振幅がダイ
オード８１，８２の閾値導通レベルより（領域
で処理される信号に対応する）中程度の量だけ増
大すると、ダイオード８１，８２は導通する。こ
のとき領域における処理回路５０の信号利得Ａ
は次式により回復利得より大きく、すなわち約
３に定められる。

Ａ＝Ｒ_Ｐ１／Ｒ_７３ ただしＲ_P1は抵抗７６，７８の並列和、R₇₃は
抵抗７３の値である。中振幅信号に与えられる利
得は第５図の領域における振幅伝送関数によつ
て例示される。これに関して中振幅信号の小振幅
変化は回復利得によつて変換されるが、ピーク振
幅変化は上述のように増幅されることが判る。両
信号極性に対する領域の幅は抵抗７６の値と抵
抗７３の値との比の関数である。

第５図の領域に関連する信号に相当する大振
幅のデテール信号に関連する振幅伝達関数は、抵
抗７９と、大振幅信号のピーク振幅変化に応じて
導通するペアリングダイオード８３，８４とを含
む帰還回路によつて決まる。このときダイオード
８１，８２もまた導通する。この回路網は領域
の大振幅デテール信号のピーク振幅変化を回復利
得以下で処理するようにして削減する働らきをす
る。この場合の領域に対する信号利得Ａは次
式で表される。

Ａ＝Ｒ_Ｐ２／Ｒ_７３ ただしＲ_P2は抵抗７６，７８，７９の並列和、
R₇₃は抵抗７３の値である。これに関して大振幅
信号の小振幅変化は回復利得で変換されるが、中
振幅変化は回復利得以上で処理され、ピーク振幅
変化は回復利得以下で処理されることが判る。

このように回路５０の複合振幅伝達関数は第５
図に示すように信号極性が正（＋）負（−）どち
らの場合も信号振幅の３つの所定レベルに対する
３つの利得領域を呈する。この３利得領域のどれ
で処理された信号の周波数応答も、図示のように
適当な帰還抵抗と並列にコンデンサ９０，９１，
９２のような波コンデンサを挿入することによ
り調節することができる。この例では処理された
小振幅信号（領域）の周波数帯域幅がコンデン
サ９０の値の逆数に比例し、処理された中振幅信
号（領域）の周波数帯域幅がコンデンサ９０，
９１の値の和の逆数に比例し、処理された大振幅
信号（領域）の周波数帯域幅がコンデンサ９
０，９１，９２の値の和の逆数に比例する。

第３図の回路は第２図の回路と同じであるが第
２図の抵抗８７が除かれている。第３図の回路の
振幅伝達関数は第６図で示される。この伝送関数
は第５図のものとはダイオード８１，８２がこの
とき非導通のため小振幅信号が「コアリング」ま
たは禁止されている点で異なる。この応答特性は
領域の零利得応答に対応し、このため小振幅信
号は出力信号Ｓ_Oとして生じない。小振幅信号が
出力信号Ｓ_Oとして生じないのは、このときダイ
オード８１，８２，８３，８４が非導通で、演算
増幅器７５の反転入力（−）が事実上接地点を示
し、この状態では抵抗７８，７９またはコンデン
サ７７，９１，９２を介して回路の出力に信号電
流が流れないからである。

第７図は第２図と同様の回路構成の処理回路５
０の他の回路実施例を示す。第２図および第７図
の回路において対応素子は同じ引用数字で示され
ている。

この実施例においては、ベース入力電極が反転
入力に相当し、エミツタ電極が接地され、コレク
タ出力電極がコレクタ負荷インピーダンス１１２
を介して動作電圧源（＋16V）に結合された共通
エミツタ増幅トランジスタ７５が用いられてい
る。このトランジスタの閉ループ利得は本来負荷
インピーダンス１１２の値で決まり、演算増幅器
（例えば第２図の増幅器７５）の開ループ利得と
近似するほど充分高い。

波器３５からの垂直デテール信号Ｓ_iは、図
示のように配置された入力抵抗７３、コンデンサ
１０５および抵抗１０６を含む回路網を介してト
ランジスタ７５のベース入力に供給される。後者
の２素子はトランジスタ７５の開ループ周波数応
答の周波数補償用に設けたものである。入力信号
Ｓ_iはこれが安定で予測可能の直流レベルを示す
ときは交流結合をする必要はなく、この例におけ
るようにトランジスタ７５のベースに直流結合さ
れる。この直流レベルは抵抗７３，７６，１１４
と共働してトランジスタ７５に所要の動作点を設
定する働らきをする。

第７図の抵抗７６は第２図の場合のように抵抗
７３およびダイオード８１，８２の閾値導通レベ
ルと共に領域（すなわち両信号極性に対する回
復利得領域）の幅を決定する。帰還コンデンサ７
７は低い直流漏洩電流を示し、ダイオード８１〜
８４のバイアスを適正に維持して対称的伝達関数
の生成を助ける。出力信号Ｓ_Oは複合伝達関係
（第５図）に必要な対称性を崩すことのある直流
電流を阻止するためコンデンサ１４０を介して交
流結合される。３つの利得領域のどこで処理され
る信号の周波数応答も、第２図について説明した
容量帰還を用いて改変することができる。

第２図および第７図の回路のどちらについて
も、第５図に示す複合伝達関数を与えられた方式
の条件に合うように改変することができる。例え
ば、抵抗７８を除去し、（例えば抵抗８７の両端
を導線で連結して）ダイオード８１，８２および
抵抗８７を短絡することによつて領域の応答を
消去し、第３図および第６図に示すように抵抗８
７を除去することによつて領域の低レベル信号
の回復をなくし、またダイオード８３，８４およ
び抵抗７９を除去することによつて領域におけ
る大振幅信号の削減を阻止することができる。

上述の垂直デテール信号処理装置は輝度成分の
直流レベルの変動には影響されないことも判る。
櫛型波器が公知の減算信号波法を用いてクロ
ミナンス信号を分離する方式のため、分離された
クロミナンス信号が直流成分を含まないから、そ
のクロミナンス信号の直流成分は櫛型波器のク
ロミナンス出力に生成する直流バイアス成分を損
なうことはない。従つて櫛型波器のクロミナン
ス出力を垂直デテール信号処理回路網に直流結合
すると、そのクロミナンス出力に引出される垂直
デテール信号の処理を直流バイアス成分について
予測可能的に中心に置くことができる。信号処理
の準拠する基準レベルが予測可能的に一定である
から、明確な回復、増強および削減の領域が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による非線型信号処理回路を
用いたカラーテレビ受像機の一部を示すブロツク
図、第２図はこの発明による非線型信号処理回路
の１実施例を示す回路図、第３図は第２図の回路
の変形を示す回路図、第４図、第５図および第６
図はそれぞれこの発明による回路の動作の説明に
用いる振幅応答特性を示す図表、第７図はこの発
明による回路の他の実施例を示す回路図である。 ５０……増幅器、７５……増幅装置、７６……
第１のインピーダンス、７８……第２のインピー
ダンス、８１，８２，８３，８４……切換回路
網。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力端子および出力端子と、入出力を有する
   増幅装置と、該増幅装置の出力と入力との間に接
   続された第１のインピーダンスを持つ第１の帰還
   回路と、上記増幅装置の出力と入力との間に接続
   され、第２のインピーダンスと該第２のインピー
   ダンスと直列に配列された双方向導通性切換回路
   網とを含む第２の帰還路とからなり、 上記第２の帰還路中の切換回路網は上記増幅装
   置の出力と上記出力端子との間に結合されてお
   り、 上記切換回路網は、第１の範囲内の第１の値の
   信号振幅をもつた第１あるいは第２の極性のいず
   れかの信号の振れに応答して一方の導通状態を示
   し、第２の範囲内の上記第１の値よりも大きい第
   ２の値の信号振幅をもつた第１あるいは第２の極
   性のいずれかの信号の振れに応答して他方の導通
   状態を示すものである、映像信号処理装置。