JPS6310982A - 映像信号の信号処理装置 - 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、映像信号を記録再生する際に、映像信号をＦ
Ｍ変復調器及び増幅器等を介することによって発生する
、再生信号レベルの非直線歪や、ゲイン変動及びＤＣ変
動を、自動的に補正する機能を有する信号処理装置に関
する。

従来の技術 ビデオテープレコーダ（以後ＶＴＲ）で、磁気テープ上
に映像信号を記録再生する場合、一般に少なくとも輝度
信号をＦＭ信号に変換して記録再生するので、ＦＭ変調
器、ＦＭ復調器等を介することになる。このＦＭ変調器
及びＦＭ復調器は、信号のレベル対周波数が比例又は反
比例の関係であることが要求されるが、実際には数チ程
度の非直線歪が発生することが多い。また増幅器のゲイ
ン変動、クランプ電位の変動によるＤＣ変動等も発生す
る。しかしこれまでのＶＴＲでは上述した問題を積極的
に取り除こうとするような対策はほとんど行なわれてお
らず、再生画像の高品質化のひとつの障害となっていた
。

発明が解決しようとする問題点 実際のＦＭ変調器及びＦＭ復調器は、上述したように数
チ程度の非直線歪が発生することが多く、輝度信号の白
づまり又は黒づまりとなる。このことは編集時に数回の
ダビングをすることがある放送用ＶＴＲでは、前記非直
線歪がダビングのたびに累積されて画質の劣化となり問
題となる。さらにまた、周波数分割９時間軸伸長、アダ
マール変換、ドツト分割等の方法で映像信号を複数チャ
ンネルの映像信号に分割して記録再生する場合、上記非
直線歪のみならず、分割したために生じる増幅器特性の
ばらつきによるゲイン変動、クランプ電位のずれによる
ＤＣ変動等によってチャンネル間の特性が不均衡となり
、再生映像信号においてラインフリッカ等が生じて再生
映像の画質を大きく劣化させるという問題がある。

そこで、映像信号の記録再生において、記録時に映像信
号中に基準インデックス信号を挿入して記録し、再生時
に再生映像信号中の再生インデックス信号を取り出し、
それをＡ／Ｄ変換器でディジタル量に変換して得たデー
タ列と前記基準インデックス信号を表わすデータ列とを
関係付けるところのレベル補正データテーブルを作す出
し、そのテーブルをもとに前記再生映像信号のレベル補
正を行なうという方法が考えられる。

ところが、上記レベル補正の操作はＡ／Ｄ変換器以降の
映像信号データのみに関与しているので、経時変化等で
Ａ／Ｄ変換器以前の増幅回路やクランプ回路の設定値が
ずれて、Ａ／Ｄ変換器の変換可能レベル範囲に映像信号
のすべてのレベルが入らなくなり、再生インデックス信
号データが完全には得られなくなるという事態が生じ不
都合である。上記事態を極力避けるためには、挿入する
基準インデックス信号振幅のフルスケールをＡ　／　Ｄ
変換器の変換可能レベル範囲最大値よりもあらかじめあ
る程度小さくしておく必要があるが、映像信号の黒レベ
ルから白レベルまでの振幅は映像信号のオーバーシュー
ト及びアンダーシュートを考慮して、第３図のように基
準インデックス信号振幅フルスケ；ルの８割程度にして
おかなければならず、その結果映像部分のＡ／Ｄ変換効
率が非常に悪くなる。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題を解決するもので、映像信号の記録再
生時において、記録時に映像信号中に基準インデックス
信号を挿入して記録し、再生時に再生映像信号中の再生
インデックス信号を取り出し、前記再生インデックス信
号のレベルが前記基準インデックス信号のレベルに等し
くなるように前記再生映像信号のレベルを補正する映像
信号の信号処理装置であって、前記再生映像信号を増幅
する増幅度可変の増幅手段と、前記再生映像信号の直流
レベルを設定するクランプレベル可変のクランプ手段と
、前記再生映像信号をディジタル量に変換する変換手段
と、前記ディジタル量に変換された前記再生映像信号か
ら前記再生インデックス信号を取り出して第１のデータ
列とする手段と、前記第１のデータ列の状態を検査する
検査手段と、前記検査手段からの検査結果によって前記
再生インデックス信号のすべてのレベルが前記変換手段
の変換可能レベル範囲内に入るように前記増幅手段の増
幅度を設定する第１の設定手段と、前記クランプ手段の
クランプレベルを設定する第２の設定手段と、前記第１
のデータ列と前記基準インデックス信号を表わす第２の
データ列とを関係付ける第３のデータ列を作り出す手段
と、前記第３のデータ列を記憶させる記憶定設と、前記
第３のデータ列をもとに前記再生映像信号をもとに映像
信号をレベル補正する手段とを少なくとも備えた映像信
号の信号処理装置である。

作　　用 本発明によれば前記した構成により、再生インデックス
信号のレベルが基準インデックス信号レベルに等しくな
るように再生映像信号のレベルを補正し、ＶＴＲ等の記
録再生装置の非直線歪や、ゲイン変動及びＤＣ変動を自
動的に補正する。検査回路で再生インデックス信号の状
態を検査し、再生インデックス信号レベルがＡ／Ｄ変換
器の変換可能レベル範囲を越えていることがわかったと
き、検査回路の結果をもとに設定回路がＡ／Ｄ変換器よ
り前の増幅回路及びクランプ回路の設定値を変更し、再
生インデックス信号のすべてのレベルがＡ／Ｄ変換可能
レベル範囲内におさまり、なおかつ再生インデックス信
号振幅がＡ／Ｄ変換可能レベルのほぼフルスケールとな
るようにする。

実施例 本実施例では、Ａ／Ｄ変換器でディジタル量に変換され
た再生インデックス信号の各レベルに対し−ｔ−１その
レベルを基準インデックス信号のレベルに対応させると
ころのアドレスデータをレベル補正データとし、そのレ
ベル補正データをレベル補正テーブルとして記憶装置に
記憶させておき、レベル補正に際して再生映像信号のレ
ベルに対応する上記レベル補正データを記憶装置から出
力させ、それによって決まる基準インデックス信号デー
タをレベル補正された再生映像信号とする。また基準イ
ンデックス信号として、映像信号の少なくとも黒レベル
から白レベルまでのレベルをカバーする増加形ランプ信
号を用いる。

以下本発明の第１の実施例を、図面を参照しながら説明
する。第１図は第１の実施例におけるレベル補正回路の
ブロック図を示す。第２図は本実施例におけるレベル補
正の過程を示す波形図である。第２図において１２は基
準インデックス信号。

１３は基準インデックス信号１２を映像信号中に挿入し
て記録媒体上に記録し、それを再び再生して得られる再
生インデックス信号である。

第１図において、再生映像信号は増幅回路１で所定の振
幅に増幅され、次にクランプ回路２で所定の電圧レベル
にクランプされる。そしてＡ／Ｄ変換回路３でディジタ
ルデータに変換される。ディジタル化された再生映像信
号データからゲート回路４によって再生インデックス信
号データ列のみが取り出され、検査回路６によってその
データ内容が検査される。そして増幅回路１の増幅度も
しくはクランプ回路２のクランプレベルが不適当である
と判断されると、検査回路δからの指示に従って、増幅
度設定回路６が増幅回路１の増幅度を、クランプレベル
設定回路７がクランプ回路２のクランプレベルをそれぞ
れ変更する。上記検査の内容については後に詳述する。

検査回路６で検査された上記再生インデックス信号デー
タ列もしくは増幅度、クランプレベルが変更された後に
増幅回路１に入力され、クランプ回路２．Ａ／Ｄ変換回
路３．ゲート回路４．検査回路６を通過してきた再生イ
ンデックス信号データ列は、次にテーブル作成回路８へ
伝送される。

この伝送に同期して、アドレス発生回路９からアドレス
データが出力される。テーブル作成回路８では上記アド
レスデータをアドレスとして再生インデックス信号デー
タ列をいったん記憶し、１つのアドレスデータに対して
再生インデックス信号データが必ず１つ決まるように再
生インデックス信号データの補間処理を行なった後、そ
のデータ列をテーブル記憶回路１０へ伝送する。テーブ
ル記憶回路１ｏは、伝送されたデータ列をアドレスとし
て、アドレス発生回路９からのアドレスデータを時間軸
データとして記憶する。以上の動作でレベル補正テーブ
ルのセットアツプが完了する。

次に、Ａ／Ｄ変換回路３からのレベル補正しようとする
再生映像信号データをアドレスとしてテーブル記憶回路
１０に入力すると、再生映像信号データのレベルに対応
する時間軸データが出力される。基準インデックス信号
データ記憶回路１１には、あらかじめ基準インデックス
信号データ列が上記アドレスデータを時間軸アドレスと
して記憶されており、テーブル記憶回路１ｏの出力すな
わち時間軸データが基準インデックス信号データ記憶回
路１１に入力されると、上記時間軸データに対応する基
準インデックス信号データが出力される。つ捷り、第２
図の再生インデックス信号１３のレベルＰと同じレベル
の再生映像信号に対して時間軸データＡが決まシ、それ
に従って映像信号ノ本来のレベルＲすなわちレベル補正
された再生映像信号が出力される。

レベル補正テーブルは、記録再生回路内の増幅回路、ク
ランプ回路、ＦＭ変復調回路さらには記録媒体等の経時
変化により再生インデックス信号が変動することを考慮
して、適当な時間をおいて更新するようにしておく。

ここで上記検査回路５及び増幅度設定回路６゜クランプ
レベル設定回路７について述べる。ただし、Ａ／Ｄ変換
回路３の変換可能レベル範囲を１からＬとし、再生イン
デックス信号［Ａ／Ｄ変換回路３でディジタル化され、
Ｍ個のデータになるものとする（Ｌ、Ｍは自然数）。

第４図にＡ／Ｄ変換回路３の変換可能レベル範囲に対す
る再生インデックス信号のレベルを示す。

ａに示すように、再生インデックス信号データ列の第１
番目のデータレベルがａ　（１＜ａ　＜　Ｌ　）で、第
Ｍ−ｂ＋１番目から第Ｍ番目（１＜ｂ＜Ｍ）までのデー
タレベルがＬであることが検査回路５で確認されたとき
、検査回路５からの指示により増幅度設定回路６は増幅
回路１の増幅度をもとのｄ−Ｌ　−（Ｍ−ｂ　）　／Ｍ
−（Ｌ−ａ　）倍にし、クランプレベル設定回路７はク
ランプ回路２のクランプレベルをデータレベルにしてｅ
＠（ａ−１）だけ下げる（ｄ、ａは適当な係数、１〉ｄ
、ｅ）。

次にｂに示すように、再生インデックス信号データ列の
第１番目から第４番目（１＜ａ＜Ｍ）ｔでのデータレベ
ルが１で、第Ｍ−ｂ千１番目から第Ｍ番目（１＜ｂくＭ
−４｝までのデータレベルがＬであることが検査回路５
で確認されたとき一検査回路５からの指示により、増幅
度設定回路６は増幅回路１の増幅度をもとのｆ−Ｌ・（
Ｍ−ａ−ｂ）／Ｍ・（Ｌ−２）倍にし、クランプレベル
設定回路７はクランプ回路２のクランプレベルをデータ
レベルにしてｇ−ａ　−（Ｌ　−２）／｛Ｍ−ａ−ｂ）
　−１だけ上げるＣｆ、ｑは適当な係数、１〉ｆ、ｑ＞
。

次にＣに示すように、再生インデックス信号デー列の第
１番目から第４番目（１＜ａ＜Ｍ）までのデータレベル
が１で、第Ｍ番目のデータレベルがｂ　（１＜ｂ＜、Ｌ
　）であることが検査回路６によって確認されたとき、
検査回路５からの指示により、増幅度設定回路６は増幅
回路１の増幅度をもとのｈ−Ｌ−（Ｍ−ａ＋１　）／ｌ
（Ｍ−Ｈ）−（ｂ　　１　）＋４｝倍にし、クランプレ
ベル設定回路了はクランプ回路２のクランプレベルをデ
ータレベルにしてｉ　ｍ　ａ　＠　ｂ／　（Ｍ−ａ＋１
　）　−１だけ上げる（　ｈ。

ｉは適当な係数、１〉ｈ、ｔ）。

次にｄに示すように、再生インデックス信号データ列の
第１番目のデータレベルがａ（１くａ＜Ｌ）で、第Ｍ番
目のデータレベルがｂ（ａ＜ｂ≦Ｌ）であることが検査
回路５で確認されたとき、検査回路５からの指示により
、増幅設定回路６は増幅回路１の増幅度をもとのｊ　−
Ｌ／｛ｂ−ａ＋１　）倍にし、クランプレベル設定回路
７はクランプ回路２のクランプレベルをデータレベルに
してｋ・（、−１）だけ下げる（ｉ、には適当な係数。

１〉ｊ、ｋ）。

ｄの場合は、再生インデックス信号のすべてのレベルが
すでにＡ／Ｄ変換可能レベル範囲内に入っているが、再
生インデックス信号の振幅をできるだけ大きくして変換
効率を高めるためには必要な操作である。

ｄ　＊　ｅ　ｅ　ｆ＊　ｑ、ｈ＃　’　ｌ　］　＃　ｋ
は、再生映像信号にＦＭ変復調による非直線歪がなくて
再生インデックス信号のランプ波形形状が直線的である
場合にはすべて１でよいが、そうでない場合を考慮して
、一度の設定回路による設定値変更で再生インデックス
信号のすべてのレベルが必スＡ／Ｄ変換回路３の変換可
能レベル範囲内に入るようにその値を定める。上記ｄ　
％　ｉを０．８程度、ｊ、ｋを１とすると、第１回目の
検査、設定値変更の後では、第４図ｄの場合以外は再生
インデックス信号振幅フルスケールがＡ／Ｄ変換回路３
の変換可能範囲最大値よりもほとんどの場合小さくなっ
てしまうが、この場合第１回目の変更で第４図のａ。

ｂ、ｃの状態は必ずｄの状態となるため、第２回目の変
更では必ず再生インデックス信号振幅フルスケールがＡ
／Ｄ変換回路３の変換可能レベル範囲と同じになり問題
はない。

ｄ〜に２上記のように選ばなくても、検査及び設定値変
更の回数を重ねて行けば、再生インデックス信号振幅フ
ルスケールは必ずＡ／Ｄ変換可能レベル範囲に収束させ
ることができる。また、実際には設定値変更は上記した
武道りに厳密に行なう必要はなく、最終的に再生インデ
ックス信号のすべてのレベルがＡ／Ｄ変換可能レベル範
囲内に入りさえすれば、どのような設定値変更を行なっ
てもよい。

上記検査回路６は１例えばＣＰＵを用いれば容易に実現
できる。また、増幅度設定回路６とクランプレベル設定
回路７すなわちディジタルゲイン＝＋ｙ）ｏ−ラとｆイ
シタルクランプレベルコントローラも、例えばＤ／Ａ変
換器、アナログスイッチ等を用いて容易に実現できる。

次に本発明の第２の実施例について述べる。本実施例で
は第１の実施例における増幅度及びクランプレベルの設
定値変更をに回（Ｋは自然数）に分割して行なう。

第１の実施例では一度に大きく設定値変更を行なってお
り、設定値変更後の再生映像信号の振幅フルスケール及
びクランプレベルは、その時点でのレベル補正テーブル
を作ったときの再生インデックス信号のものと常に異な
っているため、設定値変更が行なわれた後は、レベル補
正テーブルが更新されるまで正しいレベル補正が行なわ
れない。

映像信号再生開始直後に設定値変更をまず行ない、その
後設定値変更を停止し、振幅やクランプレベルが変更さ
れた後の再生インデックス信号を用いてレベル補正テー
ブルを作成し、それを用いてレベル補正を行なうのであ
れば問題はないが、アナログ回路の比較的短周期の経時
変化や１編集等によって再生映像信号の振幅フルスケー
ルやクランプレベル等が信号再生途中で変化するので、
設定値の変更は適当なインターバルをおいて継続的に行
なうのが望ましい。そこで、設定値の変更を行なっても
レベル補正の操作に極力影響が出ないように、一度の設
定値変更量を少なくし、数回に分割して行なう。例えば
、クランプレベルをｄだけ下げる場合、クランプレベル
を一度にａだけ下げるのではなく、最大８回に分割して
１づつ下げるといった具合にする。設定値変更のインタ
バルは最短でレベル補正テーブル更新のインタールト同
じとする。このとき再生インデックス信号データの検査
は上記設定値変更毎に行なってもよいし、２回目の変更
以降は停止しておきクランプレベルがａだけ下がった後
に再開してもよい。設定値変更毎に検査を行なうのであ
れば、最初のデータ検査はより簡易なものでよい。

上記以外の方法として、映像信号再生開始直後の設定値
変更は大きく行な・い、その後の設定値変更は複数回に
分割して変更量を少なくして継続的に行なってもよい。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、映像信号を記録
再生する際のＦＭ変調及びＦＭ復調に起因する非直線歪
、また映像信号を複数のチャンネルに分割して記録再生
する場合に生じる増幅器のゲイン変動、クランプ電位の
ずれによるＤＣ変動を取り除くことができるため、映像
信号の白づまり及び黒づまり、また複数チャンネルの再
生映像信号を合成して、もとの１チヤンネルの再生映像
信号にもどしたときにチャンネル間特性のアンバランス
により発生するライン７リツカ等のない、高画質の再生
映像信号を得ることができる。

経時変化によって、レベル補正テーブルを作り出すため
の再生インデックス信号のレベルがＡ／Ｄ変換回路の変
換可能レベル範囲内からずれてしまい、再生インデック
ス信号ディジタルデータが完全には得られないという事
態が生じる点については、再生インデックス信号データ
列の検査回路を設け、その検査結果によってＡ／Ｄ変換
回路以前の増幅回路の増幅度及びクランプ回路のクラン
プレベルを設定回路で制御することによシ、再生インデ
ックス信号のすべてのレベルが必ずＡ／Ｄ変換回路の変
換可能範囲内に入るようにし、解決した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における第１の実施例を示すブロック図
、第２図は本発明の基本的な動作説明のための波形図、
第３図はＡ／Ｄ変換可能レベル範囲と映像信号のレベル
の関係を示す波形図、第４図はＡ／Ｄ変換可能レベル範
囲と再生インデックス信号レベルとの関係を示す波形図
である。 １・・・・・・増幅回路、２・・・・・・クランプ回路
、３・・・・・・Ａ／Ｄ変換回路、４・・・・・・ゲー
ト回路、６・・・・・・検査回路、６・・・・・・増幅
度設定回路、７・・・・・・クランプレベル設定回路、
８・・・・・・テーブル作成回路、９・・・・・・アド
レス発生回路、１０・・・・・・テーブル記憶回路、１
１・・・・・・基準インデックス信号データ記憶回路、
１２・・・・・・基準インデックス信号、１３・・・・
・・再生インデックス信号。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録時に映像信号中に基準インデックス信号を挿
   入して記録し、再生時に再生映像信号中の再生インデッ
   クス信号を取り出し、前記再生インデックス信号のレベ
   ルが前記基準インデックス信号のレベルに等しくなるよ
   うに前記再生映像信号のレベルを補正する映像信号の信
   号処理装置であって、前記再生映像信号を増幅する増幅
   度可変の増幅手段と、前記再生映像信号の直流レベルを
   設定するクランプレベル可変のクランプ手段と、前記再
   生映像信号をディジタル量に変換する変換手段と、前記
   ディジタル量に変換された前記再生映像信号から前記再
   生インデックス信号を取り出して第１のデータ列とする
   手段と、前記第１のデータ列の状態を検査する検査手段
   と、前記検査手段からの検査結果によって前記再生イン
   デックス信号のすべてのレベルが前記変換手段の変換可
   能レベル範囲内に入るように前記増幅手段の増幅度を設
   定する第１の設定手段と、前記クランプ手段のクランプ
   レベルを設定する第２の設定手段と、前記第１のデータ
   列と前記基準インデックス信号を表わす第２のデータ列
   とを関係付ける第３のデータ列を作り出す手段と、前記
   第３のデータ列を記憶させる記憶手段と、前記第３のデ
   ータ列をもとに前記再生映像信号をもとに映像信号をレ
   ベル補正する手段とを少なくとも備えた映像信号の信号
   処理装置。
2. （２）インデックス信号が映像信号の少なくとも黒レベ
   ルから白レベルまでをカバーして時間軸とともに単調増
   加するランプ信号であり、変換可能レベル範囲が１から
   Ｌ（Ｌは自然数）である変換手段で、前記ランプ信号を
   Ｍ個（Ｍは自然数）のディジタル量に変換し、第１のデ
   ータ列とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の映像信号の信号処理装置。
3. （３）第１のデータ列の第１番目のデータレベルがａ（
   １≦ａ＜Ｌ）で、第Ｍ−ｂ＋１番目から第Ｍ番目（１＜
   ｂ＜Ｍ）までのデータレベルがＬであることが検査手段
   によってわかったとき、第１の設定手段で増幅手段の増
   幅度をもとの略Ｌ・（Ｍ−ｂ）／Ｍ・（Ｌ−ａ）倍にし
   、第２の設定手段でクランプ手段のクランプレベルをデ
   ータレベルにて略ａ−１だけ下げることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の映像信号の信号処理装置。
4. （４）第１のデータ列の第１番目から第ａ番目（１＜ａ
   ＜Ｍ）までのデータレベルが１で、第Ｍ−ｂ＋１番目か
   ら第Ｍ番目（１＜ｂ≦Ｍ−ａ）までのデータレベルがＬ
   であることが検査手段によつてわかつたとき、第１の設
   定手段で増幅手段の増幅度をもとの略Ｌ・（Ｍ−ａ−ｂ
   ）／Ｍ・（Ｌ−２）倍にし、第２の設定手段でクランプ
   手段のクランプレベルをデータレベルにして略ａ・（Ｌ
   −２）／（Ｍ−ａ−ｂ）−１だけ上げることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の映像信号の信号処理装置
   。
5. （５）第１のデータ列の第１番目から第ａ番目（１＜ａ
   ＜Ｍ）までのデータレベルが１で、第Ｍ番目のデータレ
   ベルがｂ（１＜ｂ≦Ｌ）であることが検査手段によって
   わかったとき、第１の設定手段で増幅手段の増幅度をも
   との略Ｌ・（Ｍ−ａ＋１）／｛（Ｍ＋１）・（ｂ−１）
   ＋４｝倍にし、第２の設定手段でクランプ手段のクラン
   プレベルをデータレベルにして略ａ・ｂ／（Ｍ−ａ＋１
   ）−１だけ上げることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の映像信号の信号処理装置。
6. （６）第１のデータ列の第１番目のデータレベルがａ（
   １≦ａ＜Ｌ）で、第Ｍ番目のデータレベルがｂ（ａ＜ｂ
   ≦Ｌ）であることが検査手段によってわかったとき、第
   １の設定手段で増幅手段の増幅度を略Ｌ／（ｂ−ａ＋１
   ）倍にし、第２の設定手段でクランプ手段のクランプレ
   ベルをデータレベルにして略ａ−１だけ下げることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の映像信号の信号処
   理装置。
7. （７）第１の設定手段による増幅手段の増幅度変更及び
   第２の設定手段によるクランプ手段のクランプレベル変
   更を、映像信号の再生開始後Ｋ回（Ｋは自然数）に分割
   して行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の映像信号の信号処理装置。