JPS62143567A

JPS62143567A - 信号圧縮装置

Info

Publication number: JPS62143567A
Application number: JP28487985A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morimura; 淳森村; Yoshinori Kitamura; 北村　好徳; Hiroki Matsuoka; 宏樹松岡; Atsushi Fujioka; 敦藤岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-12-18
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1987-06-26
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPH074003B2

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ビデオカメラやビデオテープレコーダなどの映
像機器に用いられる信号圧縮装置に関するものである。

従来の技術従来の信号圧縮装置としては、テレビジョン学会技術報
告ＶｏＬ５届、１２　　Ｐ４３〜Ｐ４６［ハイラチチュ
ードカメラ］に示されている。

３１、−７第１２図は従来の信号圧縮装置を用いた撮ｆ（シ装置の
ブロック図を示すものであり、１は撮像素子であシ、光
電変換を行々う。２は信号処理回路であり、ガンマ補正
前の輝度信号と、２つの色差信号を合成する。３はガン
マ補正回路であり、輝度信号のガンマ補正を行なうと同
時に信号レベルの圧縮を行なう。４はエンコーダ回路で
あシ、輝度信号と２つの色差信号よシたとえばＮＴＳＣ
信号に変換し出力する。３のガンマ補正回路の特性は第
６図に示す変換特性を用い、入力信号レベルの大きい１
００％から４００チまでの信号を、出力信号として１３
０％寸でに圧縮する。

以上のように構成された従来の信号圧縮装置においては
４００％寸でのレンジを持った輝度信号　′を１３０％
寸でのレンジに変換することが可能となる。しかし１０
０％を越えるレベルにおいて、信号は犬きく圧縮されて
出力される。たとえば第１３図に示したように１００％
のレベル以上で変化するような信号が入力されたとき、
第６図に示す特性の変換では第１４図に示す波形に変換
され、入力レベル１５０％前後で変化（〜ている成分子
１婚の変化レベルに圧縮さね出力される。

発明が解決しようとする問題点しかしながら上記の」：うな構成では、大きなレベルの
信号は飽和せずに出力できるが、圧縮率が犬きぐなり、
ゲインは鴇と大幅に低下するという問題点を有していた
。

本発明はかかる点に鑑み、大きなレベルの信号を圧縮す
る場合においてもゲイン全大幅に下げることなく信号を
圧縮する信号圧縮装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明は入力された信号の一部を変化させる非線形回路
と、この非線形回路からの信号を帯域制限する帯域制限
回路と、信号の振幅を変化させるゲインコントロール回
路とを備えた信づ圧縮装置である。

作用　　　　　　（本発明は前記の構成により、入力された信号のレベルの
高い部分を検出し、この検出された信号５］、−２の低周波部分を減算することにより、高いレベルの信号
を低いレベルに変換し、信号レベルの圧縮を行なう。ま
た入力された信号の状態により、信号の低周波部分を減
算するゲインを変化させることにより、信号レベルの圧
縮をより効果的に行なう。

実施例第１図は本発明の第１の実施例における信号圧縮装置と
この信号圧縮装置を用いた撮像装置のブロック図を示す
ものである。第１図において１０はレベル圧縮ブロック
であり１１は分布検出ブロックである。１〜４の撮像装
置に関するブＯ−）りは第７図の従来のものと同様であ
り、レベル圧縮ブロック１ｏと分布検出ブロック１１に
ガンマ補正前の輝度信号を入力する。レベル圧縮ブロッ
ク１０と分布検出ブロック１１の詳細なブロック図を第
２図に示す。

第２図において１３は信号帯域を制限する帯域制限回路
であり、１４は外部回路よりの制量信号によりゲインを
側脚するゲイン側脚回路であり、６　ベーン１５．１６は入力信号の平均をとる平均回路であシ、１
７はゲインコントロール回路１４のゲインを決定するゲ
イン制量回路であシ、１８は減算回路である。

このレベル圧縮ブロック１０に入力される信号を、たと
えば第１３図に示した信号とする。入力された信号は、
まず帯域制限回路１３により帯域制限を行なう。この帯
域制限時の信号を第３図に示す。帯域制限は水平方向だ
けでなく垂直方向にも行なう２次元のＬＰＦ構成が自然
なレベル圧縮を行なうことが出来る。（後で説明を行な
う。）このように帯域制限された信号のレベルをゲイン
コントロール回路１４により側脚する。この制ｍｔ行な
う信号は状態検出ブロック１１により演算する。状態検
出ブロック１１は、２つの平均回路１５．１６とゲイン
制量回路１７より構成される。平均回路１６は入力され
た信号の全レベルの平均値Ａｔを演算し、平均回路１６
は入力された信号ルベルの高い範囲をのぞいた平均値Ａ
ｍを演算する。ゲイン制量回路１７は２つの平均値の７
　・比ＲａｖｍＲａｖ＝− ｔ全演算し、このＲａｖＯ値によりゲインコントロール回
路１４のゲイン全第４図実線に示すように決定する。平
均値の比Ｒａｖが１に近い所（第４図では１．０〜０．
９の範囲）では、ゲインはゼロであり、ゲインコントロ
ール回路１４の出力を０とする。

捷たＲａｖが小さい所（第４図では０．６以下の範囲）
ではゲインは０．４であり、ゲインコントロール回路１
４の出力を帯域制限回路１３の出力レベルの０．４に下
げる。

今、入力信号の高輝度のレベルを１５０とする。

帯域制限された信号波形を第３図に示す。そしてゲイン
コントロール回路１４の出力は６ｏのレベルとなる。そ
して減算回路１８により入力された信号からこの６０の
レベルを持った信号を引くことにより、低周波の帯域に
おいて信号レベルｉ９０まで圧縮することができる。

このようにして圧縮した信号を第５図に示す。

ゲインコントロール回路のゲインを大きくすると上記の
ように信号の減算量が増加して信号の圧縮量が増加する
。ゲインの制御は第４図の実線に示すものに限定する必
要はなく、一点鎖線のような特性でも良い。この場合は
平均値の比Ｒａｖが０．４以下の範囲で、輝度レベル１
５０の信号は１０８捷で圧縮される。

以上に示した信号の圧縮では高輝度レベルにある振幅の
微小変化した信号は圧縮されず、そのま捷の振幅レベル
で出力することが可能となる。

このように圧縮した信号で従来の撮像装置と同様にガン
マ補正回路３によりガンマ補正を行なう。

ここで行なうガンマ補正は従来のものと同様で良い。ガ
ンマ特性は第６図に示したものを用いるとガンマ補正後
の出力は第７図に示す波形となる。

ガンマ処理を行なう前に、本発明の処理を行ない、信号
のレベルを低減することにより、高輝度のレベルにある
小さな変化をともなう信号も、大きな振幅レベルの低減
を受けることなく出力することが可能となる。

９　ベー。

以上のように本実施例によれば、入力された信号に帯域
制限を行なって、状態検出部で定められたゲインでもと
の信号よシ減算することに」：す、信号レベルの圧縮を
行なう。この圧縮を行なうことにより、ガンマ補正曲線
の傾きのみで単純にレベルを圧縮した圧縮方法と比較し
て、高輝度のレベルにある小さな変化をともなう信号に
おいても振幅レベルの大きな圧縮を受けない圧縮を行な
うことができる。

なお本実施例においては状態検出部を、入力された信号
の平均値と、レベルの高い範囲を除いた平均値を用いて
信号の状態検出を行なっているが、信号の状態の検出方
法はこの方法にかぎる必要はなく、信号レベルの分布よ
りその状態を検出し、ゲインコントロール回路１４を制
御することもできる。丑だ入力される画像の信号量が多
い場合には、一つの画像を複数のブロックに分割し、ブ
ロック内のデータの平均した値を用いて信号の状態検出
を行なうこともできる。

また本実施列においては信号の圧縮量を、信号１０べ−
７の状態を検出し、その状態に応じて可変さす構成として
示したが、圧縮量を固定として動作を行なわすこともで
きる。

第２の実施しｌとして圧縮量を固定した信号圧縮装置の
構成を第８図に示す。同図において、１３は帯域制限回
路、１８ｉｄ減算回路で、以」−は第２図の構成と同様
なものである。第２図の構成と異なるのは非線形回路１
２を設はゲイン設定回路２１を外部からの信号によジ側
脚せず、定められた一定のゲインで動作させる点である
。

前記のように構成された第２の実施例について以下その
動作を説明する。

基本的な動作は第１の実施例と同様であり、非線形回路
１２により低レベルの信号を零レベルに変換する。この
変換された信号に対して帯域制限回路１３によ多帯域制
限（２次元の帯域制限）してから一定の定数をゲイン設
定回路によＩ）捌け、入力された信号からこの信号を減
算することにより、入力された信号のレベルを圧縮する
。本実施例の場合、ゲイン設定回路の定数は固定となり
、１１　・、− 常に一定の圧縮動作が行な゛われることになる。したが
って低レベルの入力信号を、非線形回路１２により零レ
ベルに変換し、この零に変換された範囲においては圧縮
動作を行なわないようにする。

○レベルから５ｏレベル寸での信号を○に変換し、帯域
制限回路１３を通過した信号を第９図に示す。

入力信号の波形は第１の実施例と同じ第１３図に示すも
のである。ゲイン設定回路２１の定数ヲ０．５とした場
合の出力波形を第１０図に示す。１５０レベルの信号が
１００レベルまで圧縮できる。

以上の様に、本実施例によれば非線形回路、帯域制限回
路、ゲイン設定回路、減算回路を設けることにより状態
検出回路を省略した構成においても低レベルの入力信号
を圧縮することなく、入力信号のレベルの高い部分をそ
のレベルに応じて圧縮することができ、自然で且つ十分
な信号の圧縮が可能となる。

なお、第１の実施例においては入力信号を直接帯域制限
回路１３に入力していたが、第１１図に示す構成にして
第２の実施例のように非線形回路１２を用いた構成にし
ても自然で且つ十分な圧縮が得られることは言うまでも
ない。第１１図の構成の動作は第１及び第２の実施例と
同様であるので、その説明は省略する。

捷た、第２の実施例において非線形回路をのぞいた構成
においても十分な信号圧縮を行なうことも可能である。

寸た非線形回路の０に変換するレベルやゲイン設定回路
の定数は必要に合せて可変しても良いのは明らかである
。

なお、本発明のレベル圧縮装置とビデオカメラなどに用
いられるガンマ回路を合せて用いても良好なレベル圧縮
が行なえることも明らかである。

発明の詳細な説明したように、本発明によれば、大きな振幅レベル
の信号も、その中に含捷れる微小変化する成分を大きく
圧縮することなく、自然で且つ十分な信号振幅のす縮を
行なうことができ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

１３　ベーノ第１図は本発明における一実施例の信号圧縮装置及びそ
れを用いた撮像装置のブロック図、第２図は信号圧縮装
置の構成例を示すブロック図、第３図及び第６図は本実
施例の動作波形図、第４図は本実施例のゲイン制御回路
のゲイン制卸特性図、第６図は撮像装置のガンマ特性図
、第７図は本発明における一実施例の信号圧縮装置を用
いた撮像装置の動作波形図、第８図は本発明における第
２の実施例の信号圧縮装置のブロック図、第９図及び第
１０図は同実施例の動作波形図、第１１図は一実施例の
ブロック図、第１２図は従来例のガンマ補正回路のみに
よる信号圧縮を行なった撮像装置のブロック図、第１３
図は入力波形の一例を示す波形図、第１４図は従来例の
出力波形を示す波形図である。１ｏ　・・・・レベル圧縮ブロック、１１・・・・・・
状態検出ブロック、１２・・・・・非線形回路、１３・
・・・・・帯域制限回路、１４．２１・・・・・・ゲイ
ン設定回路、１６゜１６・・・・・平均回路、１７・・
・・ゲイン側脚回路。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名窮１
図常　　　リ　　　ＥＭ月う　　Ｏν３吟間又（＝位置第４図０　　θ２０４　θ６０．８　１．０平３！３殖］比１？ｔｗ第５図吟間又（ト位置第８図ＺｏＬ　　　　　　　　　　　Ｊ第９図時開又【３．位置第１０図逆テ八ハ又１ゴ位置第１２図第１３図ｖｆ間又１１位ｌ第１４図時開又はイ立工

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力された信号を帯域制限する帯域制限回路と、
この帯域制限回路よりの信号振幅を変化させるゲイン設
定回路と、前記入力された信号から前記ゲイン設定回路
の出力信号を減算する減算回路を備えたことを特徴とす
る信号圧縮装置。
（２）帯域制限回路に入力される信号は、定められたレ
ベル範囲を変化させる非線形回路により変換された信号
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
信号圧縮装置。
（３）ゲイン設定回路は、入力信号のレベルの状態を検
出する状態検出回路の出力により回路の利得を変化させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信号圧
縮装置。
（４）状態検出回路は、入力された信号の平均をとる第
１の平均回路と、前記入力された信号の定められたレベ
ル以下の平均をとる第２の平均回路と、前記２つの平均
回路からの信号によりゲインコントロール回路の利得を
定めるゲイン制御回路を備えたことを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の信号圧縮装置。
（５）状態検出回路は、入力された信号に対応する画像
上でｎ個（ｎは任意の正の数）に分割しこのｎ個に分割
した範囲において平均をとる平均回路と、この平均回路
からの信号によりゲインコントロール回路の利得を決定
するゲイン制御回路を備えたことを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の信号圧縮装置。