JPH03102975A - テレビジヨン信号処理回路 - 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、テレビジョン信号処理回路に係り、特に、送
信側でガンマ補正などの非線形処理を行ったのちに伝送
された信号を受けて，フィルタ処理や走査線補間などの
線形演算を行う信号処理回路に関する． 〔従来の技術〕 受像管のグリッド信号電圧と発光出力（管面輝度）との
関係が、直線的に比例していれば理想的である．しかし
，実際の発光出力は、グリッドに加えた信号電圧の約２
．２乗に比例している．このため、カメラからの信号を
そのまま受像管に加えた場合には、画面の輝度はもちろ
んのこと、カラー受像管の場合には色相や彩度も実際と
異なってくる．それ故、信号を受像管に加える前に出力
信号電圧が入力信号電圧の１／２．２　乗であるような
回路を通し、総合特性が直線的になるように補正してい
る。受像管の信号電圧と発光出力との関係は、一般にガ
ンマ特性と呼ばれ、上記の場合はγ＝２．２である．ま
た、上記補正回路をガンマ補正回路と呼ぶ。

このガンマ補正回路は、受像管のグリッドに信号を加え
る直前に挿入すればよい．しかし、規格制定時の回路の
安定性，経済性の点から，現行テレビジョン方式（ＮＴ
　Ｓ　Ｃ方式）では，送信側で，カメラの信号出力をガ
ンマ補正するように定められている． 第２図に，現行テレビジョン方式の送受信機の構或例の
主要部分を示す。まず、送信側では、カメラ４からの赤
，緑，青色の信号（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号と略記）を，
それぞれガンマ補正回路５，６，７に入力する（一般に
は、ガンマ補正回路５，６，７がカメラ４に内蔵されて
いる場合が多い）．ガンマ補正されたＲ’　，Ｇ’　，
Ｂ’信号は、マトリクス８により、輝度信号Ｙと色信号
工およびＱに変換する．色信号ＩおよびＱはフィルタ９
および１０によりそれぞれ１　．　５　Ｍ　Ｈ　ｚと０
　．　５　Ｍ　Ｈ　ｚに帯域制限する．その後、変調器
１１により、色刷搬送波とよばれる搬送波でＩ信号とＱ
信号を直交変調してＣ信号としたのち，多重回路１２を
用いてＹ信号と多重し．最後にフィルタｌ３により４　
．　２　Ｍ　Ｈ　ｚ　　に帯域制限してＮＴＳＣ信号と
し、伝送する（参考文献二　「カラーテレビジョン」，
第１章，日本放送協会編，日本放送出版協会発行，１９
６１）． 第２図の破線で囲んだ部分は、一般にＩ　ＤＴＶと呼ば
れるテレビジョン受像機の構成例を示したものである．
伝送されるＮＴＳＣ信号は，規格に基づき、ｌ走査線ご
とにインタレース（飛び越し）走査されている。インタ
レース走査のままで画像を表示すると，走査線構造が見
えて画質劣化の原因となったり、フリツカと呼ばれる“
ちらつき”が発生する場合がある．これを防止するため
に、Ｉ　’Ｄ　Ｔ　Ｖでは、飛び越されて伝送されない
走査線を受信側で補間再生して順次走査信号とし，表示
する．（参考文献二日経エレクトロニクス，　１９８７
年１０月１９日号，ｎｏ４３２，ｐｐｌ０２　−１０５
） ＩＤＴＶ１００では、まず，伝送されたＮＴＳＣ信号を
、ＹＣ分離回路１４によりＹ信号とＣ信号に分離する。

Ｃ信号は、復調回路１５を用いて工信号とＱ信号に復調
する。分離・復調されたＹ，Ｉ，Ｑ信号は、それぞれ走
査線補間回路１６．１７．１８を用いて順次走査とした
のち、マトリクス１９を用いてＲ’　，Ｇ’　，Ｂ’信
号に変換し、ガンマ特性を持った受像管２０に入力され
る．第３図を用いて、走査線補間について詳しく説明す
る． 同図（ａ）は，同一フィールド内の上下の走査線Ａおよ
びＢから、伝送されない走査線Ｘを補間再生する場合を
示す．この場合は、Ｘ＝（Ａ＋Ｂ）／２として，上下の
走査線の平均値をとっている．同図（ｂ）は、同一位置
の前後のフィールドの走査線ＣおよびＤから，走査線Ｘ
を補間再生する場合を示す．この場合は．Ｘ＝（Ｃ十Ｄ
）／２と表わすことができる．同図（ｃ）は、同図（ａ
）と同図（ｂ）の補間方法を動き量ｋによって適応的に
切り替える場合である。予め動き量ｋ　（０≦ｋ≦ｌ）
を検出し、Ｘ＝ｋ・（Ａ＋Ｂ）／２　＋（１−ｋ）・（
Ｃ＋Ｄ）／２として、動き量ｋが大きい（１に近い）場
合には同図（ａ）のフィールド内補間値を、動き量ｋが
小さい（０に近い、すなわち静止している）場合には同
図（ｂ）のフィールド間補間値を出力する。このような
補間処理は、一種のフィルタ処理と考えることができる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図も呼は、第２図中のガンマ補正回路５の入出力特
性を示したものであり　Ｒ　／　＝Ｒ　１／′゜２の曲
線である．いま，簡単のため，被写体は白黒画像（すな
わち、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝Ｙ）であり、走査線Ａの電圧がＯＶ
（完全な黒レベル）であり、走査線Ｂの電圧がＩＶ（完
全な白レベル）であると仮定する．この入力信号に対し
てガンマ補正（１／２．２乗）を行い、Ａ’　＝ＯＶ，
Ｂ’　＝ＩＶとして伝送する． 上記第２図に示したＨＤＴＶＩＯＯでは，伝送された走
査１！Ａ’およびＢ′から補間走査線Ｘを作或する。例
えば、第３図（ａ）に示したように、上下の走査線の平
均値を出力する場合には，ｘ＝（Ａ’　＋Ｂ’　）／２
＝０．５Ｖ　を補間走査線の電圧とする。しかし、この
信号を受像管に加えても、受像管のガンマ特性のため０
．５２″”４０．２２程度の管面輝度しか得られず、本
来の補間値（Ａ＋Ｂ）／２よりも必ずδ　（この場合は
、０．５−０．２２＝０．２８　＞　だけ暗くなってし
まう．一般のカラー画像（すなわち、Ｒ−Ｉ−Ｇ−Ｉｈ
Ｂ）の場合には、輝度だけでなく，色相や彩度も実際と
異なってくる、という欠点があった． 走査線補間を例に挙げて説明を行ったが、補間により新
しい画素やフィールドを作成する場合にも同様の欠点が
生じる．また、補間に限らず、ガンマ補正などの非線形
処理をされた信号に対してフィルタ処理やエッジ・エン
ハンサ（高域強調）などの線形演算を行うと、管面で観
察される輝度は所望の周波数特性とは異なり、受像管入
力の小さい（すなわち、暗い）部分での管面輝度ゲイン
が不足する。

従って本発明の目的は、ガンマ補正などの非線形処理を
された信号に対しても、受像管面上で所望の周波数特性
（あるいは出力電圧）が得られるフィルタ回路を提供す
ることにある． 〔発明が解決しようとするｍ題〕 上記目的は、伝送された信号を線形な信号に変換する第
１の信号処理回路と、第工の信号処理回路の出力を受け
て所望の演算を行う第２の信号処理回路と，第２の信号
処理回路の出力を受けて送信側と等価の非線形処理を行
う第３の信号処理回路を用いることにより，達成できる
， 〔作用〕 送信側で非線形処理された伝送信号に対して、送信側の
非線形処理の逆特性を持った第１の信号処理回路を通し
、一旦線形な信号に戻す．例えば、送信側の非線形処理
がガンマ補正（　Ｒｔ　＝＝　ＲＡ／Ｚ−２　）の場合
は、Ｒ＝Ｒ′２゛２を出力する．この線形な信号に対し
て，第２の信号処理回路で所望の演算（フィルタ処理や
、補間処理等）を行ったのち，第３の信号処理回路で再
びガンマ補正して出力信号とする。したがって、所望の
演算された信号も正しくガンマ補正でき、受像管上で所
望の周波数特性を実現することができる． 〔実施例〕 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図に、本発明の一実施例を示す。送信側でガンマ補
正された信号をガンマ回路１に入力し、一旦線形な信号
に変換する。このガンマ回路ｌでは、入力Ｒ′に対して
Ｒ＝Ｒ”・２を出力する．この線形な信号に対して信号
処理回路２で所望の演算（フィルタ処理や，補間処理）
を行ったのち，受像管のガンマ特性を補正するためのガ
ンマ補正回路３を通して，出力信号とする。

第５図に，本発明をＩＤＴＶＩＯＩの走査線補間に応用
した一例を示す．伝送されたＮＴＳＣ信号から、ＹＣ分
離回路１４を用いて輝度信号Ｙと色信号Ｃを分離する．
Ｃ信号は，復調回路１５を用いてＩ信号とＱ信号に復調
する．分離・復調されたＹ，Ｉ，Ｑ信号は、マトリクス
１９によりＲ’　，Ｇ’　，Ｂ’信号（送信側でガンマ
補正された赤，緑，青色の信号）に変換する。これらの
信号を，それぞれガンマ回路２１，２２および２３を用
いて信号を２．２乗し、一旦線形な信号Ｒ，Ｇ，Ｂに戻
す。この線形な信号に対して、走査線補間回路２４．２
５および２６を用いて，第３図に示したような走査線補
間処理を行い、さらに，ガンマ補正回路２７，２８およ
び２９により（ｌ／２．２　）乗したのち、受像管２０
に入力する．第６図に、本発明を走査線補間に応用した
他の例を示す。

Ｙ信号に比べて解像度が低くても目立たない工信号およ
びＱ信号は、第３図（ａ）に示すように、高価なフィー
ルドメモリを使用しないフィールド内走査線補間を行う
場合が多い．一方、解像度の低下や残像が目立つＹ信号
は、第３図（ｃ）のような動き適応形の走査線補間を行
う場合が多い．第６図において，伝送されたＮＴＳＣ信
号から，ＹＣ分離回路ｌ４を用いて輝度信号Ｙと色信号
Ｃを分離する．Ｃ信号は、復調回路１５を用いて工信号
とＱ信号に復調する．経済性の点から，輝度信号Ｙに対
してのみ本発明を適用することもできる。

すなわち，Ｙ信号は，ガンマ回路３０により線形な信号
に戻し、走査線補間回路１６で補間処理を行い、ガンマ
補正回路３１を通したのちにマトリクス１９に入力する
。■信号およびＱ信号は従来通り，走査線補間回路１７
およびｌ８により補間処理のみを行って，マトリクス１
９に入力する．マトリクスではＹ，Ｉ，Ｑ信号からＲ’
　，Ｇ’Ｂ′信号に変換して受像管２０に入力する．こ
の場合、白黒画像（すなわち、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝Ｙ，Ｉ＝Ｑ
＝Ｏ）については、第５図と同等の効果が得られる。ま
た、経済性を考えなければ、工およびＱ信号にもＹ信号
と同様の処理を行ってもよい．第６図中の破線で囲んだ
部分２００を、第７図を用いてさらに詳しく説明する。

同図において，動き検出回路３６を用いて、入力信号か
ら予め動き量ｋ　（０≦ｋ≦１）を作或する。これは、
同一位置の画素データのｌフレーム差や２フレーム差を
とって正規化すればよい．また、入力信号は送信側でガ
ンマ補正されているため、ガンマ回路３０を用いて線形
な信号に変換する．この線形な信号から、ＩＨ（Ｈは水
平走査期間）遅延回路３２，加算器３３および乗算器３
４を用いて、上下の走査線の平均値（すなわち、フィー
ルド内補間値）を作成する．また、２６３Ｈ遅延回路３
５を用いてフィールド間補間値（ただし、同図ではフィ
ールド間の平均値ではなく、前値補間値．もちろん、平
均値でもよい。）を作成する。

乗算器３７．３８および加算器３９を用いて、上記フィ
ールド内補間値とフィールド間補間値とを，上記動き量
ｋに従って混合し，補間走査線データとする．また、ガ
ンマ回路３０の出力を実走査線データとし、切り替え器
４０により補間走査線データと切り替えて出力する．こ
のとき，図中では省いているが、実際には実走査線，補
間走査線ともに倍速変換（時間軸を１／２に圧縮）を行
い、１水平走査期間に実走査線と補間走査線を交互に時
間軸多重して、切り替え器４０から出力する．この出力
をガンマ補正回路３１に通したのち，出力信号とする。

第７図に示した構成の変形例を、第８図に示す。

同図において、動き検出回路３６を用いて，入力信号か
ら予め動き量ｋ　（０≦ｋ≦１）を作或する。また、入
力信号を用いて線形な信号に変換する。この線形な信号
から．ＬＨ（Ｈは水平走査期間）遅延回路３２，加算器
３３および乗算器３４を用いて、上下の走査線の平均値
を作成し，さらにガンマ補正回路３１を通してフィール
ド内補間値とする．また，入力信号をそのまま２６３Ｈ
遅延回路３５に通して，フィールド間補間値を作成する
．このように、遅延だけで、データ間の演算を行わない
前値補間等の場合には，送信側でのガンマ補正の影響を
考慮する必要はない。乗算器３７．３８および加算器３
９を用いて，上記フィールド内補間値とフィールド間補
間値とを、上記動き量ｋに従って混合し，補間走査線デ
ータとする．また、入力信号を実走査線データとし、切
り替え器４０により補間走査線データと切り替えて出力
する．このとき、図中では省いているが、実際には実走
査線，補間走査線ともに倍速変換（時間軸を１／２に圧
縮）を行い、１水平走査期間に実走査線と補間走査線を
交互に時間軸多重して、切り替え器４０から出力する． 上記では，γ＝２．２　として説明を行ったが、これ以
外の値でも同様である。また、送信側の非線形処理は受
像管のガンマ補正として説明を行ったが、逆特性の存在
する非線形処理であれば同様である。さらに、受信側で
の所望の演算が走査線補間の場合について説明を行った
が、新しい画素やフィールドを補間する場合や他の線形
演算（例えば，信号の高域成分を強調するエッジ・エン
ハンサや、ブライトネス及びコントラスト調整，周波数
分離のためのフィルタ処理等）を行う場合にも同様であ
る。すなわち、一旦線形の信号に戻したのち、所望の演
算を行い、再びガンマ補正等の非線形処理を行えば、受
像管面上での輝度，色相および彩度の歪を発生しない． 〔発明の効果〕 本発明を適用することにより、送信側のガンマ補正の影
響を受けずに受信側で補間処理などの所望の演算を行う
ことができ、受像管面上での輝度，色相および彩度の歪
が発生しないため、実施して効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構或を示すブロック図
、第２図は従来の補間処理を適用した現２９．３１・・
・ガンマ補正回路、４・・・カメラ、８，１９・・・マ
トリクス、９，１０．１３・・・フィルタ、１１・・・
変調器、１２・・・多重回路、１４・・・ＹＣ分離回路
、１５・・・復調器、１６，１７，１８，２４，２５．
２６・・・走査線補間回路、２０・・・受像管、３２．
３５・・・遅延回路、３３．３９・・・加算器、３４，
３７，３８・・・乗算器、３６・・・動き検出回路、４
０・・・切り替え器、１００，１０１，１０２・・・Ｉ
ＤＴＶ． 第６図は本発明を補間処理に応用した実施例の回路ブロ
ック図、第７図および第８図は第６図の一部を詳しく説
明した回路ブロック図である．１，２１，２２，２３，
３０・・・ガンマ回路，２・・・信号処理回路、３，５
，６，７，２７，２８，第３図 第　１　　図 第　４　凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信側で非線形処理された伝送信号を受けて処理す
   る回路において、 伝送された信号を線形な信号に変換する第１の信号処理
   回路と、 第１の信号処理回路の出力を受けて所望の演算を行う第
   ２の信号処理回路と、 第２の信号処理回路の出力を受けて送信側と等価の非線
   形処理を行う第３の信号処理回路を備えたことを特徴と
   する、テレビジョン信号処理回路。 ２、上記非線形処理は、テレビジョンの受像管のガンマ
   特性を補正する処理であることを特徴とする、特許請求
   範囲第１項記載のテレビジョン信号処理回路。 ３、上記第２の信号処理回路は、新しい画素、走査線３
   フィールド等を補間して出力する回路であることを特徴
   とする、特許請求範囲第１項および第２項記載のテレビ
   ジョン信号処理回路。 ４、上記第２の信号処理回路は、信号の高域強調を行う
   回路であることを特徴とする、特許請求範囲第１項およ
   び第２項記載のテレビジョン信号処理回路。