JPH03135169A

JPH03135169A - 画像信号再生装置

Info

Publication number: JPH03135169A
Application number: JP1271596A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hirano; 裕弘平野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-10

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〕本発明は画像信号の再生装置に係り、特にテレビジョン
信号をリニアな入出力特性を有するデイスプレーに表示
するに好適な画像信号の再生装置に関する。

〔従来の技術〕

次世代の画像の表示装置の一つである平面テレビを実現
するために、種々のフラットデイスプレーの研究開発が
進められている。これらのフラットデイスプレーは、従
来の受像管とは異なり、入出力特性がリニアなものが多
い。

従来、画像信号の表示にはもっばら受像管が使用されて
きた。受像管は、ガンマ（γ）特性と呼ばれる非線形な
入出力特性を有している。このため、受像管の管面上で
リニアな特性の画像表示が行なわれるように、カメラな
どの撮像系では画像信号に対してガンマ補正の操作を行
なっている。

このため、ガンマ補正した画像信号を、入出力特性がリ
ニアな系で表示すると、デイスプレー上ではガンマ補正
の特性で画像表示が行なわれてしまい１本来の正規な画
像が表示できない。

そこで、この種のリニアな入出力特性を有する表示系で
は、逆ガンマの操作を行なって１画像信号をリニアな信
号系列に変換し、このリニアな信号系列を表示に使用し
ている。

この逆ガンマの操作は、一般には最終段の段階で行なわ
れることが多く、画質改善などの主要な信号処理は、ガ
ンマ補正した画像信号の段階で行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ガンマ補正した画像信号は非線形な信
号系列であることについて配慮がされておらず、この非
線形な信号系で画質改善などの信号処理を線形処理で行
なうために、信号処理の最終段階で逆ガンマ操作でリニ
アな信号系に変換した時に、各種の画質劣化が発生する
という問題があった。

本発明の目的は、リニアな入出力特性を有する表示系に
対して、上記の各種画質劣化のない画像信号の再生装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においてはガンマ補
正した画像信号に対し、復調段階で逆ガンマ操作を行な
ってリニアな信号系列に変換し、この信号系列に対して
画質改善などの信号処理を線形処理で行なうようにした
ものである。

〔作用〕

従来技術においては、非線形゛な特性の信号系で線形処
理を行なった後に、最後に逆ガンマ操作を行なうため、
この操作で得られた最終の信号系列では線形処理した信
号は非線形特性をもってしまい、これに起因した画質劣
化が発生する。

一方、本発明のように、まず、逆ガンマ操作により、線
形な信号系列に変換し、これに対して画質改善などの線
形処理を行なうと、この線形処理を受けた信号系は線形
性を保存するので、画質劣化となるような要因は発生し
ない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。本実
施例は、画像信号が現行テレビ方式（ＮＴＳＣ，ＰＡＬ
、ＳＥＣＡＭなど）のテレビジョン信号の場合に、本発
明を適用した場合のブロック構成図である。

現行テレビジョン信号は、ＹＣ分離回路１において、輝
度信号Ｙと色信号Ｃを分離する。色信号Ｃは、色復調回
路２において所定の復調動作を行ない１例えば１色差信
号Ｉ、Ｑ、あるいはＲ−Ｙ。

Ｂ−Ｙなどに復調する。マトリクス演算回路３では、輝
度信号と色差信号より、所定の演算によって、３Ｍ色信
号Ｒ，Ｇ、Ｂに変換する１次に、γ東回路４で、各原色
信号に対してγ乗（γ＝２．２）の演算による逆ガンマ
操作を行ない、リニアな３原色信号ＲＬ　、　ＯＬ　、
　Ｂｌ、に変換する。プロセス回路５では、輪郭補正、
雑音除去、あるいは走査線補間によるインタレース走査
系から順次走査系への走査変換、などの画質改善のため
の信号処理を行なう。そして、この出力信号Ｒｏ　、　
Ｇｏ　。

Ｂｏを入出力特性がリニアな表示系の入力信号として使
用する。

なお、ＹＣ分離回路１２色復調回路２．マトリクス演算
回路３．γ東回路４は、従来より知られている手段で容
易に実現できるので具体的な構成等の説明は省略する。

また、プロセス回路５に関する構成等はまとめて後述す
る。

なお、これらの信号処理は、アナログ、ディジタル、両
者の混在したもののいずれの形態でも可能である。また
、信号処理を全てディジタルで行なう場合には、Ａ／Ｄ
変換器を゛ｙｃ分離回路１の入力側、Ｄ／Ａ変換器のプ
ロセス回路５の出力側に設ける構成で実現できる。

また、ＹＣ分離回路１は、水平１次元、水平。

垂直の２次元、あるいは水平、垂直１時間の３次元のい
ずれの周波数領域での分離操作でも良い。

また、ＩＤＴＶなどで行なっている動き適応のＹＣ分離
処理の構成でも実現できる。

第２図は、画像信号として、現行テレビ方式と両立性を
有するテレビジョン信号（ＥＤＴＶ。

ＡＴＶなど）に、本発明を実施した場合のブロック構成
図である。このテレビジョン信号には、現行テレビ方式
の輝度信号Ｙ２色信号Ｃの他に、高精細化、ワイドアス
ペクト化などを実現するための補強信号Ｓが重畳されて
いる。

分離回路６は、両立性を有するテレビジョン信号から、
それぞれ所定の信号処理によって、輝度信号Ｙ８色信号
Ｃ１補強信号Ｓを分離、抽出する。

輝度信号復調回路７では、輝度信号Ｙ、補強信号Ｓをも
とに、所定の復調動作を行ない、高精細化、あるいはワ
イドアスペクト化した輝度信号Ｙを復調する。一方、色
信号復調回路８では、色信号Ｃ２補強信号Ｓをもとに所
定の復調動作を行ない、高精細化、あるいはワイドアス
ペクト化した例えば、色差信号Ｉ、Ｑを復調する。

これらのＹ、Ｉ、Ｑ信号は、マトリクス演算回路３で、
６原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに変換する。そして、γ乗口路４
で逆ガンマ操作に相当するγ乗の演算を行ない、リニア
な３Ｍ色信号Ｒ１，、ＧＬＢＬを生成する。そして、プ
ロセス回路５において、前述したような画質改善のため
の信号処理を行ない、所望の出力信号Ｒｏ　＃　Ｇｏ　
、Ｂｏを生成する。

なお、これらの信号処理は、アナログ、ディジタル、あ
るいは両者の混在したもののいずれの形態でも実現する
ことができる。

第３図は、画像信号として、輝度信号と２種類の色差信
号が時間軸圧縮操作により時分割で多重された、いわゆ
るＭＡＣ（マルチプル　アナログコンポーネント：　Ｍ
ａｌｔｉｐｌｅ　Ａｎａｌｏｇ　ＣｏＢｏｎｅｎｔ　）
形態のテレビジョン信号に本発明を適用した場合の一実
施例のブロック構成図である。

分離回路９は、所定のタイミングによって、輝度信号成
分ＹＴ　、および色差信号ＣＴを分離する。

輝度復調回路１０では、ＹＴ倍信号対して時間軸伸長な
どの所定の時間軸変換操作を行ない１元の時間系列の輝
度信号Ｙ′に復調する。一方１色差信号復調回路１１で
は、色差信号Ｃｒに対して。

所定の時間軸変換操作を行ない１元の時間系列の２種類
の色差信号Ｃ１，Ｃ２に復調する。マトリクス演算回路
３では、輝度信号Ｙ′、および２つの色差信号Ｃｔ、Ｃ
ｚから、マトリクス演算により３原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに
変換する。なお、これ以後の信号処理に関しては、第１
図、第２図の実施例で説明したものと同じであるので、
ここでは省略する。

さて、ハイビジョンの伝送用に考案されたＭＵＳＥ方式
の信号などは、このＭＡＣ形態のテレビジョン信号に含
まれる。このＭＵＳＥ方式では高精細情報Ｓ′が周波数
インタリーブの関係で重畳されている。したがって、こ
の場合には第３図の点線に示すように、Ｓ′倍信号分離
し、これを利用して、高精細化した輝度信号２色差信号
に復調する処理を行なう。

なお、本実施例における信号処理は、アナログ。

ディジタル、あるいは両者の混在したもののいずれの形
態でも実現することができる。

以上で、各種の画像信号に対する本発明のブロック構成
による実施例の説明を終り１次に、構成要素であるプロ
セス回路５について記述する。

第４図は、プロセス回路５の一実施例の構成図である。

本実施例は画質改善の信号処理として輪郭補正を行なう
場合の例である。

リニアな原色信号ＲＬ　（ＧＬ、　ＢＬ）は、バイパス
フィルタ１３において高周波成分をエツジ付加情報Ｓｅ
として抽出する。また１輪郭領域検出回路１４は、画像
の輪郭部と輪郭領域として抽出し、この領域でエツジ付
加係数に６を発生する。なお、画像の平坦部ではｋｅは
零であり、輪郭強調の動作は輪郭部に限定した適応処理
を実現する０乗算回路１５は、エツジ付加情報Ｓ’ｅと
、係数ｋｅの乗算を行ない、ｋａ’ｓｅを出方信号とし
て発生する。加算回路１６は、遅延回路１２で遅延調整
したＲＬ　（Ｇｌ、、　ＢＬ）信号に、ｋａ”ｓｅ倍信
号加算して、輸郭隼調が行なわれたＲｏ（Ｇｏ＋　Ｂｏ
）信号を生成する。

なお、バイパスフィルタ１３は、水平の１次元。

あるいは水平、垂直の２次元フィルタのいずれの形態も
可能である。

画像の平坦部での雑音抑圧を図るためには適応処理が望
ましいが、場合によっては、同図の点線に示すように、
エツジ付加情報Ｓｅ　をそのまま加算する形態で構成す
ることも可能である。

第５図は５画質改善の信号処理として、輪郭補正の他に
、走査線補間により、インタレース走査の信号を順次走
査の信号に変換し、順次走査の形態で表示する機能を加
えた場合の一実施例である。

インタレース走査の原色信号ＲＬ　（ＧＬ、　ＢＬ）は
。

補間信号発生回路１７において、原信号ＳＮと補間走査
線信号ＳＸＰを生成する。これらの信号は、輪郭補正回
路１８で輪郭強調の操作を行ない、時間軸変換回路１９
で、それぞれ時間軸の２倍圧縮、ならびに時間軸のなら
びかえの操作を行なって、順次走査系の信号系列Ｒｏ（
Ｇｏ、　Ｂｏ）を生成する。

第６図は、補間信号発生回路１７の一実施例を示す。入
力信号ＲＬの一方は、遅延回路２３で遅延させ、原信号
ＳＭとして出力する。一方、静止画用補間信号発生回路
２０では、例えば前後のフィールドの走査線の情報をも
とに、静止画像に対応した補間信号ＩＰｓを生成する。

また、動画用補間信号発生回路２１は、例えば同一フィ
ールドの上下の走査線の情報をもとに、動画像に対応し
た補間信信ＩＰＭを生成する。

一方、動き情報検出回路２２では、例えばフレーム間の
差分信号より動きの情報を検出し、動きに応じて係数ｋ
（静止時に＝１〜動画時に＝ｏ）を発生する。そして、
ＩＰＳ、ＩＰＨにそれぞれ係数に、１−ｋを加重して、
補間走査線信号５Ｘｐ（ｋ　Ｉ　Ｐｓ＋（１−ｋ）Ｉ　
ＰＨ）を生成する。

なお、輪郭補正回路１８は、第４図に示す構成で実現で
きるので、説明は省略する。また、時間軸変換回路１９
は、ＲＡＭなどのメモリによって容易に実現できるため
、説明は省略する。

以上、述べた第４図〜第６図のプロセス回路を各原色信
号に対してそれぞれ適用することで、理想的な画質改善
の信号処理が可能になる。ただ、回路規模もかなり大き
くなるといった問題もある。

そこで、リニアな３原色信号を、リニアな輝度信号ｙＬ
、色差信号ＩＬ、ＱＬに変換し、これらの信号系に対し
て画質改善の信号処理を行なった後に、再度、リニアな
３原色信号に変換する形態で１回路の小型化を図ること
も可能である。

この形態の一実施例を第７図に示す。この場合、画質改
善の信号処理は、輪郭補正のケースを示す。

リニヤな３原色信号ＲＬ　、ＧＬ　、ＢＬをもとに。

マトリクス演算回路２４では所定の演算により、リニア
な輝度信号ｙＬ、および色差信号Ｉシｌ　ＱＬに変換す
る。Ｙし信号に対しては１輪郭補正回路１８により輪郭
強調の処理を行なう。一方、工しＱしの色差信号に対し
ては、この処理は行なわず、遅延回路２５で遅延の調整
のみを行なう。そして、逆マトリクス演算回路２６で、
逆マトリクスの演算を行ない、再生、３原色信号Ｒｏ　
、　Ｇｏ　、　Ｂ。

に変換する。

第８図は、この形態で１輪郭補正と走査線補間の画質改
善の信号処理を行なう一実施例である。

この場合、色差信号工り、ＱＬに対しては、輝度信号と
構成の異なる補間回路２７によって、原信号工に、ＱＭ
および、補間走査線信号ｒｌＰＩ　Ｑ＋ｐを生成する。

この補間回路２７の一実施例を第９図に示す。

なお、動作等は容易に理解できるので、詳細な説明は省
略する。

次に、第１０図〜第１２図に、現行テレビジョン信号、
両立性のあるテレビジョン信号、ＭＡＣ形態のテレビジ
ョン信号に対し、全てディジタルで信号処理を行なう一
実施例のブロック構成を示す。

この場合には、入力にＡ／Ｄ変換回路２９、出力にＤ／
Ａ変換回路３ｏが新たに加わる。なお、信号処理の内容
等は、先の第１゛図〜第３図と同様であり、容易に理解
できるため、説明は省略する。

また、第１３図に、複数種類の方式のテレビジョン信号
を画像信号として使用する一実施例の全体ブロック構成
図を示す。

現行方式デコーダ回路３１は現行テレビジョン信号のデ
コード回路で、現行テレビ方式に従った所定の処理を行
ない、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号を出力する。

両立性信号デコーダ回路３２は、現行テレビ方式と両立
性を有するテレビジョン信号に対応する復調処理を行な
い、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号を出力する。

また、ＭＡＣ方式デコーダ回路３３は、ＭＡＣ形態のテ
レビジョン信号に対応した復調処理を行ない、”　ｐ　
ｃ、、ｃ２信号を出力する。

画像信号方式識別回路３４は、画像信号がどの方式のテ
レビジョン信号かを識別し、スイッチ回路３５を制御し
て、これに対応する信号系列を選択する。このスイッチ
回路３５の出力信号は、マトリクス演算回路３．γ乗回
路４により、リニアな３原色信号ＲＬ　、ＧＬ　、ＢＬ
に変換し、プロセス回路５で、所望の画質改善のための
信号処理を行なう。なお、これらの回路の動作に必要な
信号類も、画像信号方式識別回路より供給する。

この実施例によれば、少ない回路構成要素で、複数種類
の画像信号の再生が可能になる。なお、信号処理の形態
は、アナログ、ディジタル、両者の混在のいずれかでも
可能である。第１４図に、全てディジタルで信号処理を
行なう一実施例のブロック構成を示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガンマ補正に起因した画質劣化の発生
もなく、画質改善の信号処理が実現できるので、リニア
な入出力特性を有する表示系の画質向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現行テレビ方式のテレビジョン信号に
適用した場合の一実施例のブロック構成図、第２図は両
立性を有するテレビジョン信号に対する実施例のブロッ
ク構成図、第３図はＭＡＣ形態のテレビジョン信号に本
発明を適用した場合の一実施例のブロック構成図、゛第
４図〜第９図は本発明の構成要素であるプロセス回路の
一実施例の構成図、第１０図〜第１２図は、第１図〜第
３図の実施例を全てディジタルで信号処理した場合の一
実施例の全体ブロック図、第１３図、第１４図は本発明
のさらに他の実施例のブロック構成図である。１・・・ＹＣ分離回路、２・・・色復調回路、３・・・
マトリクス演算回路、４・・・γ乗回路、５・・・プロ
セス回路、６・・・分離回路、７・・・輝度信号復調回
路、８・・・色信号復調回路、９・・・分離回路、１０
・・・輝度復調回路、１１・・・色差信号復調回路、１
２・・・遅延回路、１３・・・バイパスフィルタ、１４
・・・輪郭領域検出回路、１５・・・乗算回路、１６・
・・加算回路、１７・・・補間信号発生回路、１８・・
・輪郭補正回路、１９・・・時間軸変換回路、２０・・
・静止画用補間信号発生回路、２１・・・動画用補間信
号発生回路、２２・・・動き情報検出回路、２３・・・
遅延回路、２４・・・マトリクス演算回路、２５・・・
遅延回路、２６・・・逆マトリクス演算回路、２７・・
・補間回路、２８・・・遅延回路、２９・・・Ａ／Ｄ変
換回路、３０・・・Ｄ／Ａ変換回路、３１・・・現行方
式デコーダ回路、３２・・・両立性信号デコーダ回路、
３３・・・ＭＡＣ方式デコーダ回路、３４・・・画像信
号方式識別回路、３５・・・スイッチ回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、画像信号より輝度信号と２種類の色差信号を復調し
、これらの信号を３原色信号に変換し、変換した３原色
信号に逆ガンマ（γ）処理の操作を行なつて得られるリ
ニア３原色信号に対して画質改善の信号処理を行ない、
リニアな入出力特性を有する表示系に表示することを特
徴とする画像信号再生装置。２、画像信号とは現行テレビ方式のテレビジョン信号で
あることを特徴とする請求項１記載の画像信号再生装置
。３、画像信号とは現行テレビ方式と両立性を有するテレ
ビジョン信号であることを特徴とする請求項１記載の画
像信号再生装置。４、画像信号とはＭＡＣ形態のテレビジョン信号である
ことを特徴とする請求項１記載の画像信号再生装置。５、画質改善の信号処理として、走査線補間処理、輪郭
補正処理の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求
項１記載の画像信号再生装置。