JPH0327145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラーテレビジヨン受像機、特に大
画面のスクリーンに投写管より３原色画像光を投
写して画像を得る、いわゆる投写型受像機に関す
る。

〔従来の技術〕

大型の画面をもつCRTは製作上、現在40イン
チ程度が限度である。それ以上では投写管による
方式が現在のところ実際的である。高品質の大型
画面の場合には単に画面を大きくするだけでは高
品質は得られないので、走査本数を多くするとと
もに、画質についての要求が厳しくなる。特に投
写型では、投写管のビームの電流密度を直視形の
５〜10倍程度にするため、ビームが太くなり、ま
たレンズの影響のため解像度が低下することと、
高輝度の投写管・レンズ等に起因するフレアとが
画質低下の原因となつていた。

投写型の大型画面の受像機は、開発段階である
ためか、上記フレア補正・輪郭補正の手段も全面
的に確定した技術として確立していない。従来、
高品位テレビ用として提案されているフレア補正
手段として、「高品位テレビ用投写形デイスプレ
イの画質改善−SAWフイルタ−によるフレア妨
害除去−」テレビジヨン学会1982年全国大会SP1
−14、金澤等の映像信号を一旦AM変調し、
SAWフイルタにとおし、再び復調するアナログ
フイルタを利用した方法がある。この方法は変調
信号波について変調キヤリア周波数の近傍の±
1MHzで減衰を与えることで、フレア補正のため
に低周波成分を減衰させるものである。しかしこ
の方法では変調キヤリア周波数が100MHz以上の
高周波を用いなければならず、また画面の水平方
向のフレア成分を除去できても、垂直方向成分に
応用しようとすると非常に正確な１ライン遅延線
が多数必要になり実現が困難である。

輪郭補正としては、画像の輪郭成分を抽出し
て、原信号に付加する方法が一般的であるが、画
面の水平方向だけ強調する方式が大部分で、垂直
方向の強調は何らかの方法でライン遅延をつくら
ねばならないため、例がすくない。

ところで、解像度低下を防ぐため、輪郭を強調
する輪郭補正と、フレアをおさえるフレア補正と
は、前者は微分を含む高周波成分の強調であり、
後者はフレアの多い画面がMTF（解像度特性）が
低域で持ち上がる形になつているので、低域の周
波数成分に減衰特性を与えることになる。したが
つて、輪郭補正とフレア補正とは周波数的には並
行的に行ないうる性質のものであるが、デイジタ
ル方式とアナログ方式とが混在するとか、あるい
は一方式に統一すれば、実現が難しいということ
で両方の補正処理を行なつた例はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上、述べたように、大画面の投写型受像機に
ついて、必要とされるフレア補正・輪郭補正手段
を全面的に採用し、高品質の画像を得る段階まで
いたつていない。ここで全面的にというのは、輪
郭・フレア補正を垂直・水平両成分とも可能にす
ることである。アナログ方式では、特にフイルタ
特性の均一性、遅延線の温度による変動等の問題
があり、また大規模の方式では、全装置のタイミ
ング調整が難しい。デイジタル方式であれば原則
的に前記問題に充分対応でき、かつ設計上の柔軟
性に富んでいる。しかし規模が大きくなる困難が
ある。問題は、いかにデイジタル補正装置を具体
化するかにある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、画面の水平
および垂直方向についてフレア成分を除去すると
同時に画面の輪郭を強調する補正を並行的に行な
う画質改善装置をすべてデイジタル的手段によ
り、しかも小規模な形で実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の画質改善装置は、投写形デイスプレイ
方式のテレビジヨン受像機において、３原色映像
信号の系列ごとに設け、それぞれの映像信号を入
力してＡ／Ｄ変換し、輪郭・フレア補正後、Ｄ／
Ａ変換して出力するものである。

前記輪郭・フレア補正部は、デイジタル映像信
号入力に対して並列に設けられた、補償用遅延回
路および前段に逆ガンマ補正回路を後続段にガン
マ補正回路を付した輪郭・フレア補正信号作成回
路と、前記補償用遅延回路とガンマ補正回路の出
力を合成する合成回路とから構成されている。

前記輪郭・フレア補償信号作成回路は、画像の
輪郭補正とフレア補正とを並列になすもので、 (イ) 輪郭補正は、画像の垂直方向・水平方向に直
列に、垂直方向には１デイレイとしてラインメ
モリを用いた低域通過型FIRフイルタ、水平方
向には１デイレイとしてＡ／Ｄ変換クロツクの
レジスタを用いた低域通過型FIRフイルタを介
して出力される信号を当該補正信号作成回路の
入力を遅延した信号から減算することによりな
され、 (ロ) フレア補正は画像の垂直方向・水平方向に直
列に、垂直方向には１デイレイとしてラインメ
モリを用いた低域通過型IIRフイルタと１フイ
ールド分の情報を反転する反転器とを交互に直
列に２段づつ有し、水平方向には１デイレイと
してＡ／Ｄ変換クロツクのレジスタを用いた低
域通過型IIRフイルタと１ライン分の情報を反
転する反転器とを交互に直列に２段づつ有する
回路を介して出力される信号を、当該補正信号
作成回路の入力を遅延した信号から減算するこ
とによりなされる。

ここで前記フイルタ類、ガンマ補正回路、逆ガ
ンマ補正回路における係数回路は、その係数を可
変的に調整し、設定できるものである。

〔作用〕

本発明は、補正を３原色映像信号の系列ごとに
別々に設け、各信号につき適性な補正を得られる
ようにしている。補正はすべてデイジタル処理で
あるからＡ／Ｄ変換後、輪郭・フレア補正部に入
力する。入力映像信号はガンマ処理され非線形に
なつているから、逆ガンマ補正回路をとおして線
形化してから補正する。

輪郭補正信号作成回路と、フレア補正信号作成
回路とは並列になつていて、輪郭とフレアとの補
正が並行的に行なわれる。この輪郭補正とフレア
補正とは、さらに垂直方向と水平方向とを直列に
している。実施例で詳しく説明するが、輪郭補正
のフイルタはFIRフイルタを、フレア補正のフイ
ルタはIIRフイルタを用い、低域通過型フイルタ
の特性をもたせ、補正後に入力の映像信号から差
し引くことで高域通過型フイルタ特性をもたせる
ことで補正信号を作成する。

上記輪郭・フレア補正信号作成回路の出力を再
びガンマ特性をもたせてから合成回路で、補償用
遅延回路を経た出力と合成する。次にこの合成回
路の出力をＤ／Ａ変換することで、画質の改善さ
れた３原色映像信号を得ることができる。

なお、フイルタ、ガンマ補正回路、逆ガンマ補
正回路には、係数回路が必要となるが、可変的に
調整可能な回路を用い最適に調整設定しておく。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
実施例の基本的構成を第１図に示す。３原色の映
像信号に対して、各々独立した同一の構成回路で
補正を行なう。Ｒ信号で説明すれば、Ａ／Ｄ変換
器１１ａによりデイジタル映像信号となし、逆ガ
ンマ補正回路１６ａ、補正信号作成回路１３ａ、
ガンマ補正回路１７ａで生成した補正信号を、デ
イジタル映像信号を補償用遅延回路１２ａで遅延
した信号と合成回路１４ａで合成する。補償用遅
延は補正信号作成回路１３ａなどで生ずる遅延と
合わせておく。このように補正されたデイジタル
映像信号をＤ／Ａ変換器１５ａでアナログ信号と
して出力する。なお、以下の説明では、とくに
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号と区別せず説明するので符号のサ
フイクスは省略する。

逆ガンマ補正回路１６，ガンマ補正回路１７を
補正信号作成回路１３の前後に設け線形化した信
号について補正信号を作成するが、この理由を以
下に説明する。投写管の入力信号は、陰極線管の
特性上、入力に対してガンマ乗した非線形の信号
としている。このような入力信号を、フイルタ処
理し補正信号を作成し加算するときに、補正信号
自体の線形性が失われ、信号レベルの低い画面暗
部での補正フイルタの感度が低下し、暗部の画質
改善効果が低下する。そのため、一旦逆ガンマ補
正回路で線形信号に直して補正するのである。

次に補正信号作成回路１３につき説明する。第
２図が、回路ブロツク図であり、輪郭補正とフレ
ア補正とを並行的に各々独立に行なう。互いに関
連なく実行できるから並列にすることで、補正に
より生ずる信号遅延を減少している。各補正はそ
れぞれ、垂直補正と水平補正とを直列に行なう。

第２図の全体構成の説明の前に、各フイルタに
つき説明する。２１，２２はそれぞれ垂直、水平
補正用の輪郭補正FIRフイルタである。輪郭補正
は補正に関与するライン数、あるいはドツト数が
少ないから、デイジタルフイルタとして直線位相
にすることのできるFIRフイルタ（トランスバー
サルフイルタ）で構成しても小規模にできる。例
えば第３図のように遅延素子２００，係数回路２
０１ａ〜２０１ｄ，加算回路２０２より構成す
る。加算回路２０２により、係数回路２０１ａ〜
２０１ｄの加算位相を合わせることで直線位相の
特性を得ている。遅延素子２００は垂直補正の場
合はラインメモリであり、水平補正の場合はＡ／
Ｄ変換クロツクのレジスタである。

次に２３，２４はそれぞれ垂直、水平補正用の
特殊なフレア補正用フイルタである。フレア補正
は、関与するライン数、ドツト数が多くなるの
で、規模を小さくするためにIIRフイルタ（リカ
−シブフイルタ）とする。しかしIIRフイルタで
直線位相をうるには特別の手段が必要になる。本
発明ではIIRフイルタ出力を反転し、その反転出
力をさらに同一特性のIIRフイルタに入力後にそ
の出力を反転するという２段のIIRフイルタを用
い等価的に直線位相を得ている。以下では複合
IIRフイルタと略称する。

第４図は垂直フレア補正用の複合IIRフイルタ
２３のブロツク図である。IIRフイルタ２３０ａ
は遅延素子２３１と、各タツプおよび入力端に結
ばれた係数回路２３２ａ〜２３２ｄを加算回路２
３３で合成する周知の形式のものである。ここで
遅延素子２３１はラインメモリである。IIRフイ
ルタ２３０ａの出力をフイールド単位でフイール
ド反転器２３４ａで反転し、さらに同一構成の
IIRフイルタ２３０ｂに入力し、その出力をフイ
ールド反転器２３４ｂで反転する。IIRフイルタ
２３０ａの位相遅れが、反転してIIRフイルタ２
３０ｂにとおすことで位相がすすむから、位相補
償がされる。

第５図は水平フレア補正用の複合IIRフイルタ
２４のブロツク図である。回路構成は垂直フレア
補正用の複合IIRフイルタ２３と同一である。た
だ遅延素子２４１はＡ／Ｄ変換クロツクのレジス
タであり、ライン反転器２４４ａ〜２４４ｂにな
つていることが異なる。

以上で、フイルタの構成について述べたが、輪
郭補正とフレア補正とは周波数特性としては高域
通過特性の強調と低域通過特性の低下であり、フ
イルタとしては高域通過型のフイルタになる。し
かし、高域通過型のフイルタを垂直補正・水平補
正用に直列に用いると、画面上の４辺形ウインド
ウパターンの場合、垂直方向と水平方向との補正
が関連して、改善すべき極性と逆極性の補正信号
がウインドウ内角と対角になるななめ外側に表わ
れる。本発明では、厳密にこの点まで考慮して、
フイルタ類はすべて、低域通過型として、フイル
タ出力を入力信号から差し引き実効的に高域通過
型にすることで、４隅における補正の連続性を得
ている。

上記でフイルタの説明がすんだので以下第２図
の補正信号作成回路１３の全般につき説明する。
デイジタル信号入力は先ず補償用遅延器２５に入
力する。補償用遅延器２５は輪郭補正用フイルタ
系統ｌとフレア補正用フイルタ系統ｍとを、それ
ぞれ後述するリフアレンスとなる信号線ｎと減算
回路２６ａ，２６ｂで信号の位相を合わせるため
のもので、遅延量の異なる３つのタツプを有す
る。ただしリフアレンスとなる信号線ｎは、垂直
輪郭補正FIRフイルタ２１が有するラインメモリ
列のタツプ21−１から適当なライン数だけを遅延
した信号をとりだすようにしてもよい。信号線ｌ
からの入力は、垂直輪郭補正FIRフイルタ２１、
水平輪郭補正FIRフイルタ２２を経て、減算回路
２６ａに入力し、リフアレンス信号から減算す
る。これによつて、輪郭補正のための実効的な高
域特性を得ることができ、しかもその際ウインド
ウパターンの４隅における補正が連続的になる。
同様に信号線ｍからの入力は垂直および水平フレ
ア補正複合IIRフイルタ２３，２４を経て、減算
回路２６ｂでリフアレンス信号から減算すること
で実効的に高域特性の補正信号を得ている。

上記減算回路２６ａ，２６ｂの出力を直ちに合
成回路２８で、合成して補正信号出力を得ること
ができるが、第２図の回路では、コアリング回路
２７ａ，２７ｂをとおしてから合成している。補
正信号は信号の高域成分を強調するもので、特に
輪郭補正ではそれが顕著である。このとき同じ高
域領域にあるノイズも強調され、画面の細かいと
ころでＳ／Ｎが劣化する傾向がある。そこで、ノ
イズが問題になる、信号のレベルの低い所では補
正信号を零にしてノイズの強調を防ぐようにした
回路がコアリング回路２７ａ，２７ｂである。つ
まり補正信号の零近傍に無感帯を設けるのだが、
投写する画面が小さいときなどは必ずしも必要な
い。

以上で、本発明の回路構成の説明を行なつた
が、本発明では、各種フイルタ類、ガンマ補正回
路、逆ガンマ補正回路あるいはコアリング回路な
どに多数の係数回路が必要となる。係数回路の各
係数値はさまざまなものになり、しかも受像機ご
とに調整・設定を要することが多い。したがつ
て、受像機の製造の最終段階においてもある程度
調整可能なことが必要である。

本発明では係数を可変的に調整し、設定できる
ものとして、第６図に示すような素子を使用す
る。第６図ａは係数回路を図示的に表示したもの
で、図示ｂはROM３１、同図ｃは乗算回路３
２、同図ｄはシフター回路３３である。同図ｂの
ROM３１の場合は、入力をアドレス信号とな
し、その番地に格納されたデータが出力される
が、そのデータを入力に係数を乗じたものとすれ
ばよい。調整の際にROM書きこみをするように
してもよいし、あらかじめ各種係数値を格納して
おき、アドレス線を充分とつておいて調整の際に
アドレス線を選択することで可変としてもよい。
同図ｃの乗算回路３２の場合は、乗算データ（係
数値）を設定することで、係数を調整できる。同
図ｄはシフター回路３３で例えばシフター３３
１，３３２を並列とすればシフター３３１が２ビ
ツトシフト、シフター３３２が３ビツトシフトと
すれば下位へのシフトであれば入力データは3/8
となつて出力する。シフト数を制御し、あるいは
シフターの数をあらかじめ充分用意して調整の際
に選択することで係数を可変的に調整し設定でき
る。

〔発明の効果〕

以上詳記したように、大画面の投写形テレビジ
ヨン受像機の画質を、輪郭・フレア補正を並行し
て行なうことで、格段と高品質のすることができ
る。本発明の効果として次のことがあげられる。

(1) ３原色映像信号の各々に対し補正が行なわれ
るからいかなる画像に対しても、補正が完全で
ある。従来例のようにＧ信号についてのみから
補正信号をとりだす場合には、Ｇ信号成分が少
ない画像に対しては補正効果が少ないのに対
し、高品質になる。

(2) 輪郭・フレア補正用フイルタとして、前者に
FIRフイルタ、後者に複合IIRフイルタを用い
ることで、直線位相でしかも素子数の少ない小
規模な回路構成にすることができる。(1)のよう
に３原色別々に補正できるのもこのことによ
る。

(3) フイルタ特性自体は低域通過型で、リフアレ
ンス信号との差をとることで実効的に高域通過
型にしているから、４辺形のウインドウパター
ンの４隅でも良好な補正が得られる。

(4) 逆ガンマ補正回路を設け、信号を線形化して
から補正するので、信号レベルの低い画面暗部
の補正効果が低下しない。

(5) フイルタ類、逆ガンマ補正回路・ガンマ補正
回路などに用いられる係数回路として、係数を
可変的に調整し、設定できるものを使用し、調
整を容易にしているから、機器の量産時に有利
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は基本
構成ブロツク図、第２図は補正信号作成回路の構
成ブロツク図、第３図は輪郭補正に用いるFIRフ
イルタの構成図、第４図・第５図はフレア補正に
用いる複合IIRフイルタの構成図、第６図は係数
回路の例を示す図である。 １１ａ〜１１ｃ……Ａ／Ｄ変換器、１２ａ〜１
２ｃ……補償用遅延回路、１３ａ〜１３ｃ……補
正信号作成回路、１４ａ〜１４ｃ……合成回路、
１５ａ〜１５ｃ……Ｄ／Ａ変換器、１６ａ〜１６
ｃ……逆ガンマ補正回路、１７ａ〜１７ｃ……ガ
ンマ補正回路、２１〜２２……輪郭補正FIRフイ
ルタ、２３〜２４……フレア補正複合IIRフイル
タ、２５……補償用遅延器、２６ａ〜２６ｂ……
減算回路、２７ａ〜２７ｂ……コアリング回路、
２８……合成回路、２００……遅延素子、２０１
ａ〜２０１ｄ……係数回路、２０２……加算回
路、２３０ａ〜２３０ｂ……（低域通過型）IIR
フイルタ、２３１，２４１……遅延素子、２３４
ａ〜２３４ｂ……フイールド反転器、２４０ａ〜
２４０ｂ……（低域通過型）IIRフイルタ、２４
４ａ〜２４４ｂ……ライン反転器、３０……係数
回路、３１……ROM、３２……乗算回路、３３
……シフター回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 投写形デイスプレイ方式のテレビジヨン受像
   機において、３原色映像信号の系列ごとに設け、
   それぞれの映像信号を入力してＡ／Ｄ変換し、輪
   郭・フレア補正後、Ｄ／Ａ変換して出力する画質
   改善装置であつて、 前記輪郭・フレア補正部は、デイジタル映像信
   号入力に対して並列に設けられた、補償用遅延回
   路および前段に逆ガンマ補正回路を後続段にガン
   マ補正回路を付した輪郭・フレア補正信号作成回
   路と、前記補償用遅延回路とガンマ補正回路の出
   力を合成する合成回路とからなり、 前記輪郭・フレア補正信号作成回路は、画像の
   輪郭補正とフレア補正とを並列になすもので、 (イ) 輪郭補正は、画像の垂直方向・水平方向に直
   列に、垂直方向には１デイレイとしてラインメ
   モリを用いた低域通過型FIRフイルタ、水平方
   向には１デイレイとしてＡ／Ｄ変換クロツクの
   レジスタを用いた低域通過型FIRフイルタを介
   して出力される信号を当該補正信号作成回路の
   入力を遅延した信号から減算することによりな
   され、 (ロ) フレア補正は画像の垂直方向・水平方向に直
   列に、垂直方向には１デイレイとしてラインメ
   モリを用いた低域通過型IIRフイルタと１フイ
   ールド分の情報を反転する反転器とを交互に直
   列に２段づつ有し、水平方向には１デイレイと
   してＡ／Ｄ変換クロツクのレジスタを用いた低
   域通過型IIRフイルタと１ライン分の情報を反
   転する反転器とを交互に直列に２段づつ有する
   回路を介して出力される信号を、当該補正信号
   作成回路の入力を遅延した信号から減算するこ
   とによりなされ、 前記フイルタ類、ガンマ補正回路、逆ガンマ補
   正回路における係数回路は、その係数を可変的に
   調整し、設定できるものである。 ことを特徴とするテレビジヨン画質改善装置。