JPH07105902B2

JPH07105902B2 - 映像信号処理回路

Info

Publication number: JPH07105902B2
Application number: JP60293622A
Authority: JP
Inventors: 敏夫村上; 佐藤　　裕; 久雄大田和
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-12-28
Filing date: 1985-12-28
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPS62157474A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、ビデオカメラに用いる映像信号処理回路に係
わり、特に、輝度信号のハイレベルの階調を再現するた
めの白レベル圧縮回路、すなわち、ホワイトニー回路を
備えた映像信号処理回路に関する。

〔発明の背景〕

従来より、ビデオカメラに用いる映像処理回路において
は、過変調を防止するなどの目的から、ホワイトクリツ
プ回路が設けられている。これは、規定のホワイトレベ
ルの、たとえば、115％のレベルをクリツプレベルと
し、ビデオ信号のこのホワイトクリツプレベル以上の部
分のレベルをこのホワイトクリツプレベルに制限するも
のである。このために、ビデオカメラの映像処理回路の
ダイナミツクレンジは制限され、たとえば、白地に模様
があるように被写体に対し、これから得られるビデオ信
号のレベルがホワイトクリツプレベル以上であるときに
は、この模様は除かれて再現できなくなる。そこで、映
像処理回路において、その有限なダイナミツクレベル内
に入力レベルの広い範囲に亘り階調を再現可能とするた
め、さらにホワイトニー回路が設けられている。

これは、第11図に示すように、入出力特性が一定の傾斜
の直線ａで表わされるのではなく、規定のホワイトレベ
ルで折れ曲がり（この折曲点ｎをニーポイントとい
う）、このニーポイントｎから直線ａよりも緩い傾斜の
直線ｂとなり、ホワイトクリツプレベル以上では、出力
レベルが一定となるものである。このニーポイントｎか
らホワイトクリツプレベルと一致する点（ホワイトクリ
ツプポイント）までの直線ｂをニースロープという。こ
れにより、映像処理回路のダイナミツクレンジは、本
来、ホワイトクリツプ回路によつてホワイトクリツプレ
ベルまでのＶ_aとなつていたのが、規定のホワイトレベ
ルに相当するレベルＶ_wからホワイトクリツプレベルに
相当するレベルＶ_aよりも高いレベルＶ_bまでが規定のホ
ワイトレベルとホワイトクリツプレベルとの間に圧縮さ
れ、ダイナミツクレンジがレベルＶ_bまで拡張される。
したがつて、白地中の模様は、これを表わすビデオ信号
のレベルがホワイトクリツプ回路のホワイトクリツプ以
上であつても、ホワイトニー回路のホワイトクリツプポ
イント以下であれば、再現可能となる。

従来、かかるホワイトニー回路の具体例としては、たと
えば、特開昭57-148476号公報に開示されるように、ビ
デオ信号が夫々供給される２つのスライス回路と、これ
らスライス回路の出力を所定の比率で加算する加算回路
とで構成され、これらスライス回路のうちの一方のスラ
イスレベルを一定にし、他方のスライスレベルを可変と
し、このスライスレベルと加算回路の加算比率とによ
り、ニーポイントを規定のホワイトレベルに固定したま
まニースロープとホワイトクリツプポイントとを夫々独
立に調整できるようにしたものが知られている。

しかし、これらが独立に調整可能といつても、２つのス
ライス回路のスライスレベルを固定すると、構成上、ニ
ースロープの調整とともにホワイトクリツプポイントも
同時に変化し、この変化は入力レベルの圧縮範囲を一定
とするようなものとなる。すなわち、スライス回路のス
ライスレベルが決まると、入力レベルの圧縮範囲が一意
的に決まつてしまう。このように、入力レベルの圧縮範
囲を所定に設定しようとすると、スライスレベル回路の
スライスレベルと加算回路の加算比率との一方を調整し
ながら他方を調整しなければならず、非常に手間がかか
るものとなる。

一方、ニーポイントを可変設定自在な固定のニースロー
プを有するホワイトニー回路は周知であり、ニーポイン
ト設定は固定で用いられる。そのため、設定した入力信
号レベルの範囲では階調が再現されるものの、その範囲
外では白クリツプされ階調が再現されない。また、ニー
スロープが固定であるため、階調再現範囲を拡大するた
めにはニーポイントを低く設定する方法しかない。

しかし、一般に、ある規定レベルの入力信号については
レベル圧縮を施したくないことから、ニーポイントの設
定を低くするには限界があり、入力信号の階調再現可能
範囲を拡大するのにはおのずと限界があるという問題が
あつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、入力
信号の圧縮されるレベル範囲が必ず規定のレベル以上と
なり、簡単かつダイナミツクレンジに任意の階調再現可
能レベル範囲を設定可能とした映像信号処理回路を提供
するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、ホワイトニー回
路のニーポイントを変化可能とし、該ニーポイントを入
力信号のレベルに応じて変化させることにより、該ニー
ポイント毎のニースロープから等価的に所要のニースロ
ープを得るようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明による映像信号処理回路の一実施例を示
すブロツク図であつて、１は映像信号の入力端子、２は
クランプ回路、４は比較器、５は可変抵抗器、６は位相
反転回路、７はホワイトニー回路、８は制御入力端子、
９は可変抵抗器、10は出力端子である。

同図において、映像信号は入力端子１に入力され、クラ
ンプ回路２により黒レベルがクランプされる。そのクラ
ンプ信号は比較器４およびホワイトニー回路７に入力さ
れる。

上記ホワイトニー回路は固定のニースロープを有する
が、制御入力端子８に入力される直流電圧によりニーポ
イントを任意に設定可能である。

比較器４では、入力されたクランプ映像信号が可変抵抗
器５の摺動位置により決まる直流電圧以上で、ニーポイ
ントの制御を開始するようにする。比較器４の出力は位
相反転器６に入力されて反転される。可変抵抗器９はそ
の反転信号と比較器４の正転信号とを混合する。この混
合比はこの可変抵抗器９の摺動位置により決まる。可変
抵抗器９の出力は、制御信号として、制御入力端子８か
らホワイトニー回路７に入力され、その電圧に応動しニ
ーポイントを変える。

以上の動作の結果、入力端子１と出力端子10の入出力特
性は、可変抵抗器９の摺動位置により第２図または第３
図になる。

第２図および第３図はその動作を説明するための入出力
特性図である。

第２図の特性は、可変抵抗器９の摺動位置が第１図にお
いて上側、すなわち反転信号の混合比が大きい場合であ
り、入力レベルがＶ₁,V₂,V₃,V₄と大きくなるに従い固有
のニーポイントが低い方向に制御される。各ニーポイン
トｎ₁,n₂,n₃,n₄に対する固有のニースロープは、夫々の
ニーポイントから上向きに傾斜する細線で示しており、
入力レベルＶ₁,V₂,V₃,V₄に対するニーポイントをｎ₁,
n₂,n₃,n₄とすると、入力レベルＶ₁,V₂,V₃,V₄から縦軸に
平行な破線を夫々に対応した固有のニースロープとの交
点ｎ₁,a,b,cが、夫々の入力レベルに対する出力レベル
となる。したがつて、交点ｎ₁,a,b,cを結んだ実線が得
られるニースロープとなる。そこで、入力レベルがＶ₁,
V₂,V₃,V₄と変化すると、ｎ₁,n₂,n₃,n₄とニーポイントが
変わり、ニースロープが緩やかになつて入力レベルの有
効な範囲が拡張する。

一方、第３図の特性は、可変抵抗器９の摺動位置が第１
図において下側、すなわち正転信号の混合比が大きい場
合であり、入力レベルがＶ₅,V₆,V₇,V₈と大きくなるに従
い固有のニーポイントが高くなる方向に制御されるた
め、ｎ₅,n₆,n₇,n₈とニーポイントが移動し、ニースロー
プを急にすることができる。

第４図は、第１図の回路構成の具体的要部を示す回路図
であつて、11は映像信号の入力端子、12,15,17〜19,21,
23,24,26〜28,30,31はトランジスタ、13はコンデンサ、
16はクランプパルスの入力端子、20は出力端子、22はニ
ーポイント制御電圧の入力端子、25,29は可変抵抗器で
ある。

同図において、映像信号は入力端子11よりトランジスタ
12のベースに供給され、そのエミツタ出力信号は、入力
端子16に供給されるクランプパルスによりトランジスタ
15がスイツチング動作し、黒レベルがクランプされる。
トランジスタ17,18,19は差動増幅器を構成し、上記クラ
ンプ信号を増幅し、出力端子20より出力される。トラン
ジスタ21は、そのベース電位とトランジスタ19のコレク
タ電位の差が順方向電圧以上となるとき導通し、ニーポ
イントをつくる。このニーポイントはは入力端子22の直
流電圧により変化する。トランジスタ30,31は比較器を
構成し、先のクランプ信号と可変抵抗器29の摺動位置で
決まる直流電位とを比較し、両者の電位の大なる方をト
ランジスタ24のベースに出力する。可変抵抗器29によ
り、第２図においては電圧Ｖ₁を、第３図においてはＶ₅
を与える。トランジスタ24,26,27は差動増幅器を構成
し、先の比較器出力信号を反転および正転増幅する。可
変抵抗器25はこの反転および正転信号を混合し、その摺
動位置で決まる混合比の信号をトランジスタ23を介し
て、ニーポイント制御入力端子22に与える。前述したよ
うに、この可変抵抗器の摺動位置により、第２図または
第３図の特性にすることができる。

次に、本発明の他の実施例について第５図，第６図を用
いて説明する。

第５図は本発明による映像信号処理回路の他の実施例を
示すブロツク図、第６図はその動作を説明するための入
出力特性図であつて、１は映像信号の入力端子、２クラ
ンプ回路、４は比較器、５と９は可変抵抗器、６は位相
反転回路、７はホワイトニー回路、８はニーポイント制
御電圧の入力端子、10は出力端子、32はピーク検波器で
ある。

第５図において、映像信号は入力端子１に入力され、ク
ランプ回路２により黒レベルがクランプされる。そのク
ランプ信号はピーク検波器32およびホワイトニー回路７
に入力される。

ピーク検波器32によりクランプ信号のピーク値（たとえ
ば１フイールド内での）が検出され、その直流電圧は比
較器４に入力される。この比較器により可変抵抗器５の
摺動位置で決まる直流電位と先のピーク検波器出力電圧
を比較し、大なる方の電圧が位相反転器６に出力され
る。そして、位相反転器により反転された信号が可変抵
抗器９を介して、ニーポイント制御入力端子８に入力さ
れ、その入力電圧に応動しニーポイントを制御する。

以上の動作により、入力端子１と出力端子10の入出力特
性は第６図となる。

第６図において、入力映像信号レベルのピーク値により
ニーポイントの制御される開始電圧はＶ₅であり、可変
抵抗器５により設定される。また、ピーク値がＶ₆のと
きニーポイントをｎ₆に、同様にＶ₇のときｎ₇に、Ｖ₈の
ときｎ₈になるように可変抵抗器９により設定される。
このように、入力映像信号の所定レベル以上のピーク値
から、その値の高くなる方向に対しニーポイントを低く
する制御することにより、ピーク値が小さい場合映像信
号のハイライト部の階調を細かく（正確に）、ピーク値
が大きい場合階調を荒く表現する。これにより、ホワイ
トクリツプレベル内に、全レベルの映像信号の階調を表
現できる。

第７図は第５図の回路構成の具体的要部を示す回路図で
あつて、33,35は可変抵抗器、34,36,37〜39はトランジ
スタであり、第４図は同一符号は同一部分を示す。

同図において、クランプ回路、ホワイトニー回路は第４
図と同様の回路でありそれらの動作の説明は省略する。
クランプされた映像信号はトランジスタ39のベースに供
給され、コンデンサ38をそのエミツタ出力電圧のピーク
電圧まで充電する。トランジスタ36,37で構成された比
較器により、可変抵抗器35の摺動位置により決められる
直流電位と上記ピーク電圧とが比較され、大なる方が出
力される。そして、トランジスタ34により位相反転さ
れ、トランジスタ23および可変抵抗器33を介してニーポ
イント制御入力端子22に供給される。

以上の動作により、可変抵抗器35の摺動位置により決ま
る映像信号のピーク値以上で、そのピーク値に応じてニ
ーポイントを可変し、第６図で示した入出力特性が実現
される。

次に、本発明のさらに他の実施例について第８図および
第９図を用いて説明する。

第８図は、本発明による映像信号処理回路のさらに他の
実施例を示すブロツク図、第９図はその動作を説明する
ための入出力特性図であつて、１は映像信号の入力端
子、２はクランプ回路、４は比較器、５は可変抵抗器、
６は位相反転回路、７はホワイトニー回路、８はニーポ
イント制御入力端子、10は出力端子、32はピーク検波
器、40は掛算器である。

第８図において、1,2,3は第１図と同一なので説明を省
略する。クランプされた映像信号はホワイトニー回路
７、比較器４およびピーク検波器32に供給される。

比較器４により、可変抵抗器５の摺動位置で決まる直流
電位と上記映像信号の直流電位が比較され、大なる方が
出力される。そして、位相反転器６により反転された信
号と正転信号が別々の掛算器40に供給される。ピーク検
波器32により、上記クランプ信号のピークが検出され、
掛算器40に供給される。ピーク値が大きい場合、ニーポ
イント制御入力端子８には主にクランプ信号の反転信号
が供給され、第９図で示したｌ₃の入出力特性となる。
逆にピーク値が小さい場合、８には主にクランプ信号の
正転信号が供給され、第９図で示したｌ₂の入出力特性
となる。

以上の動作により、入力映像信号のピークが小さい場合
には、ニースロープが急になるようにしてホワイト部を
細かく再現し、入力映像信号のピークが大きい場合に
は、ニースロープが緩やかになるようにして、階調再現
可能な入力レベルの範囲が拡がるようになる。

第10図は第８図の回路構成の具体的要部を示す回路図て
あつて、41,42は可変抵抗器、43〜46はトランジスタ、4
7はコンデンサであり、第４図と同一符号は同一部分を
示す。

同図において、クランプ回路，ホワイトニー回路は第４
図と同様なので説明を省略する。

クランプされた映像信号はトランジスタ48のベースに供
給され、コンデンサ47によりそのピーク値が検出され
る。トランジスタ43,44は比較器を構成し、トランジス
タ44のコレクタ電流は、可変抵抗器41の摺動位置により
決まるトランジスタ43のベース電位よりトランジスタ44
のベースに供給されるクランプ信号が大なるとき流れ、
トランジスタ45,46の掛算器によりトランジスタ46のベ
ースに供給されるピーク値に応じて制限される。トラン
ジスタ45のコレクタ電圧はトランジスタ23を介して、ニ
ーポイント制御入力端子22に供給される。

以上の動作により、映像信号のピーク値に応じて、映像
信号によるニーポイントの制御量が変化し、第９図の入
出力特性が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ホワイトニー回
路の特性として、ニーポイントやホワイトクリップレベ
ルを固定として、任意の傾きのニースロープを設定する
ことができるから、映像信号の規定のホワイトレベル以
下の部分を圧縮することなく、該映像信号の階調再現可
能なレベル範囲を任意に設定することができることにな
り、映像信号のハイライト部での階調を損なうことなく
表現することができ、上記従来技術の問題を解決して優
れた機能の映像信号処理回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による映像信号処理回路の一実施例を示
すブロツク図、第２図および第３図は第１図に示した実
施例の動作を説明するための入出力特性図、第４図は第
１図の回路構成の具体的要部を示す回路図、第５図は本
発明による映像信号処理回路の他の実施例を示すブロツ
ク図、第６図は第５図に示した実施例の動作を説明する
ための入出力特性図、第７図は第５図の回路構成の具体
的要部を示す回路図、第８図は本発明による映像信号処
理回路のさらに他の実施例を示すブロツク図、第９図は
第８図に示した実施例の動作を説明するための入出力特
性図、第10図は第８図の回路構成の具体的要部を示す回
路図、第11図は従来の映像信号処理回路におけるホワイ
トニー回路の入出力特性図である。１……入力端子、２……クランプ回路、４……比較器、
5,9……可変抵抗器、６……位相反転回路、７……ホワ
イトニー回路、10……出力端子、32……ピーク検波回
路、40……掛算器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−251375（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−148476（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−111119（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−37575（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号の規定のホワイトレベルを超える
所定のホワイトクリップレベルで該映像信号をクリップ
するホワイトクリップ回路を備えた映像信号処理回路に
おいて、入力映像信号の直流レベルが一定の所定レベルとなるよ
うに該入力映像信号をクランプするクランプ回路と、該クランプ回路の出力映像信号での該規定のホワイトレ
ベル以上の所定の基準レベルを超えるレベルを検出する
検出回路と、該検出回路による検出レベルを調整可能とし、調整され
た該検出レベルに応じた制御信号を形成する制御信号形
成回路と、該クランプ回路の出力映像信号が供給され、該出力映像
信号での上記一定基準レベル以下の部分では、一定の利
得が設定され、該出力映像信号での上記一定基準レベル
以上の部分では、該制御信号のレベルに応じて利得が変
化するホワイトニー回路とを設け、該ホワイトニー回路の特性としては、上記一定基準レベ
ルにニーポイントがあり、かつ、上記クランプ回路の出
力映像信号での上記一定基準レベル以上の部分では、上
記制御信号形成回路での上記検出回路による検出レベル
の調整に応じて傾きが可変のニースロープを呈し、該ホワイトニー回路の出力映像信号を上記ホワイトクリ
ップ回路に供給することを特徴とする映像信号処理回
路。