JPS6030290A

JPS6030290A - カラ−ビデオカメラの信号処理回路

Info

Publication number: JPS6030290A
Application number: JP58137544A
Authority: JP
Inventors: Toshio Murakami; 敏夫村上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1985-02-15

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】〔発明の利用分野〕本発明はカラービデオカメラの信号処理回路に係り、特
に無彩色系の画像、あるいは画像の暗部で目立つ色むら
、色ノイズを少なくシ、画質を向上させる信号処理回路
に関する。

〔発明の背景〕

第１図は従来、特に家庭用管球式カラービデオカメラと
して多く採用されている即−搬送波周波数分離方式単管
ビデオカメラの信号処理回路の概要を示すブロック図で
ある。本図において１はレンズ装置、２はアイリスａｍ
、ａは撮像管である。撮像管３のターゲットより輝度（
Ｙ）信号はベースバンド信号として、色信号は撮像管の
光導面上に、垂直方向に対して互に逆の傾きに配した２
組の色ストライブフィルタ（例えば赤カットフィルタ、
青カットフィルタ）の構成によって決する。赤（川、背
（Ｂ）色信号がそれぞれ直角変調された周波数多重搬送
色信号として取り出される。図中に示した波形は白黒の
グレースケールチャートを撮影した時に得られる信号波
形例で、斜線部が搬送色信号であり、はぼ輝度４ｇ号に
比例して搬送波信号も得られる。該取り出された信号は
プリアンプ４８経て、オリ得制御回路（ＡＧＣ）５によ
って定格レベルに制御されて端子８に出方される。回路
６は輝度信号（Ｙ）を入力して得るＡＧＣ，アイリス訓
仰電圧発生用検波回路、Ｓよび切換え回路であり、まず
レンズｌへの入射光量が比較的少ない時は、入射光量が
大きくなるとともに最大利得状態から利得減衰する様な
制御電圧をＡＣ＋Ｃ回路５に与え、所定の利得制御を終
えた後、さらにレンズへの入射光量が大きくなると、そ
れとともに次にアイリスｊＤＡ８２を開放状態から除々
ζこ閉じるよフに制御するｆＢ制御電圧をアイリス駆動
回路７に与えて撮像素子３に入射される光ｎを制御する
。このようにして端子８ｃこ得られる映像信号のレベル
を入射光量の広範囲にわたって所定の定格レベルとなる
よう制御しでいる。端子８に得られた映像信号から低域
フィルタ９（例えばカットオフ周波数ｆｃ：３ＭＨｚ）
　によって輝度信号を、低域フィルタ１０（例えばｆｃ
”５００ＫＨｚ）によって輝度信号の低域成分を、帯域
フィルタ１１（例えば帯域３．５８±０．５　ＭＨｚ　
）によって搬送色信号を分離している。分離された輝［
信号（Ｙ）はガンマ（ｒｙ）抽圧回路１２でγ処理され
て（Ｙ′）カラエンコーダ２３に入力される。一方、帯
域フィルタ１１により分離された搬送色信号は、１ｌｔ
ｉＩ像の垂直相関の原理にもとずき一水平走査ル」間遅
処腺（Ｉ）１１）Ｌ）１３の通過＊ｔＪ＠の信号をそれ
ぞれ加真回路１５、減算回路１８により〃ＩＪｎ、減算
され搬送赤色信号と搬送才色１ご号に分離される。しか
る後、検波回路１６　、１９によりそれぞれ振幅検波し
て赤色（Ｒ）　１８号、青色（Ｂ）信号を得ている。分
離。

検波されたＨ、Ｊ１号はそれぞれ、ガンマ補正回路１７
．２０によって補正されて（ｌセ、Ｂ′）、それぞれ色
差マトリクス回路２１　、２２の一方の入力端子に入力
する。

一方、低域フィルタｌＯにて分離した輝度低域成分かカ
ンマ補正回路（ｒＹＬ）　１４でガンマ補正されて色差
マトリクス回路２１　、２２の他方の入力端子に入力さ
れて、該回路２１．２２の出力にそれぞし色差（ＩＫ−
Ｙ′ＬＩ　Ｂ’−Ｙ’Ｌ　’＆得６０　色Ｍ４Ｒ号ＩＣ
−Ｙ’Ｌ、　Ｂ’−’Ｙ’Ｌはカラエンコーダ４０に入
力される。

１ｉ’−Ｙυま変調回路２４で、Ｗ　−Ｙ’Ｌは変調回
路２５でそれぞれ互いに９０°位相の異なる副搬送波（
３５８ＭＨｚ　）　Ｓ　Ｃ１、８Ｃ２を平衡変調した後
、加算回路２６で加算されて、Ｎ’ｌ’ＳＣ搬送色イ１
号をイＧている。搬送色４Ｍ号はベースクリップ回路２
７、カラーキラー回路２８ヲ経て信号処理回路３０に入
力される。該回路３０には前記輝度信ｇＹ′も入力され
、さらにブランキング、白クリップ、同期イ＾号イツ加
、バースト信号伺加など栴々個も処理されて出力端子３
１にＮＴＳＵ化＋ｙをｐＩる。

カラーキラー回路２８は、輝度信号の短絡レベルに対し
で、略２〜３倍以上度以上のハイライト１８号か発生し
た場合、回路のダイナミックレンジなどの不足により該
ハイライト部分に重畳された多重搬送し信号がつぶれて
し才い端子８に県送色信号を取りだすことができなくな
り、この結果、色差１ｄ号Ｂ’−Ｙ’Ｌ、　ｌゼーＹ′
Ｌのバランスがくずれてしまいハイライト部分が緑ぼく
なるなと入′沼な色つき現尿の生ずるのを防ぐためであ
る。すなわち、ハイライト伯七検出［ｇＩｌｌｉ２３に
よって定格レベルの略２〜３倍以上のハイライトを検出
し、咳供出６号の兄生じている期間第２図（ｂＪの動作
に示す如く、Ｎ’Ｌ’８Ｃ搬送色信号を抑圧（オリ得制
御）して１カいでいる。

次にベースクリップ回路２７の（９）きを説明する。

ベースクリップ回路２７は無彩色系の画像で目立つ色む
らＮ１色ノイズＣＮなどを少なくするものである。すな
イつち記２図（ａ）の入出力特性に示すように該−蹟２
７に入力される信号のスレシホルドレベルｖＴＨ以下の
比較的小さなレベルを非直線的に抑圧するものである。

なお、無彩色系、例えば第１１．Ｗの図中の阪形図に示
したような、黒→白に階段的に変化するクレースケール
チャートなど無彩色の被写体そ撮影した時、色差信号Ｂ
’　−Ｙ’Ｌ　、　■４！−Ｙ’Ｌが零７よりはホワイ
トバランスが完全で色むらは発生しフぼいが、色信号（
Ｂ／　、ｌｃ／）と輝度信号（Ｙ’りの暗ｍ　７Ｊｌら
８Ｅ１部にいたるトラッキング誤差、撮像管の偏向に伴
なう感度差などから生ずるＹ’　Ｌの暗部で生ずるシェ
ーディングあるいはＢ′、ｌｅに生ずるシェープインク
などによって色差信号に誤差成分が発生して色むらを生
ずる。なあ撮像管の性質上、上記トラッキング饋差は暗
部でより多く発生する。

一方、色ノイズは視覚上暗部で目立ちやすいとともに、
撮影画像が暗くなるに伴なうＡＧＣ回路５の利得上昇に
つれてＳ／Ｎが低下し色ノイズもふえる。上記したよう
に色むら、色ノイズは暗部、あるいは暗い撮影画像はど
目立ちやすく、力・つその量も大きい。したかって、第
１図に示す伯七処址方法において、特にベースクリップ
Ｉｇｌ路２７による方法では、明かるいところで色む°
ら、色ノイズか目立たないように第２図（ａ）のスレシ
ポルドＶＴｕ　’Ｅ足めると、暗部あるいは暗い被与体
撮彫時の改善効果が充分に得られにくくなり、また、ど
んな状況下でも色むら、色ノイズか問題とならない柱板
にＶＴＨ’ａ−大きくすると、逆に有彩色１１１１ｉ４
１２の色信号情報も大きく抑圧してし菫い、明７Ｊ）る
いところの６飽オロ度も失なつ−Ｃしまい、画像全体に
違オｉｊ／Ｌ不自然感を感じるという不都合かある。

（発明の目的）本＠１のｌ：目的は上記した従来技術の欠点を改善し、
無彩色系画像の明ｉ１１においても、暗部においても一
体な已むら、色ノイズの改善効果を得で、かつ塊影画塚
に連木１愚を与えない信号処理回路を提供することであ
る。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明はまず無彩色系画像の
比収的明かるい部分に着目して、色むら、色ノイズに関
し必費最少限の低彩度抑圧を得ない、つぎにＡＧＣ＠路
以前の輝度信号の定格レベル（アイリス動作時のレベル
）に対する所定のレベル、例えば黒レベルから％〜ハ程
度の輝度信号を検出し、該検出した輝度信号によって、
黒レベル程、搬送色信号の利得を減衰させるようにして
色むら、色ノイズを改善し、かつ利得制御回路は前記／
％イライトカラーキラー回路２８８共有して、簡易に実
現する。

〔発明の実施例〕

以下、不発明の実施例７１！−第３図、第４図を用いて
説明する。Ｎ３図におい°Ｃ第１図と同符号のものは同
一回路、同一機能を示す。

本発明の詳細な説明するため、無彩色系撮影信号として
、本図中波形図に示Ｔように、黒→白に変化するクレー
スケール信号ＧＳの横に定格レベル（ＹＴ　）より大き
くのびたハイライト信号ＨＬの存在した場合を仮定する
。ＡＧＣ回路５の直前（あるいは以前）の映像信号は、
フィルタ３２によって搬送色信号を除去した後、所定の
レベル（ＹＷＨ）以上（例えば定格レベルの２〜３倍以
上）のハイライト信号を検出するハイライト検出回路２
３と、本発明の要部である所定のレベル以下、例えば定
格レベルの月程度丈での、黒からの輝度信号（低輝度信
号）を検出する低輝度検出回路３３に入力され、それぞ
れハイライト信号と低輝度信号を検出する。しかる後、
加算回路３５で加算し、加算した信号を制御信号として
、搬送色信号の利得制御回路（カラーキラー回路）２８
に印加し、利得制御する。第４図に該回路に印加する制
御信号ＵＳと、制御特性の関係を示す。

本図に示される様に、低輝度検出信号の最も暗部に相当
する黒レベル部（ＶＢ　）のレベルで、必要な減衰度（
γＢ）を得る様に動作点を設定する。本設定により、低
輝度検出信号による制御範囲（ＹＢＬ）では、黒レベル
部（ＶＢ）で最も大きい減衰効果を得て、検出点荻で除
々に少ない減衰効果を得る。破線で示す輝度部分はクリ
ップしているのでＹＢＬ以上の明かるい輝贋に対しては
、利得制御されず、色むら、色ノイズの大きい、かつ目
立つ暗部になる程有効に色むら、色ノイズが抑圧される
。

一方、四部においては前述の様に、ベースクリップＮ路
（低彩度抑圧回路〕２７で暗部ζこ比べ量的に少ない色
むら成分に看目して必要最少限のレベルで色むら、色ノ
イズを抑圧し−（よいので有彩色画像において彩度を大
きく低下させるという不都合はない。なお、ハイライト
検出信号（ＹＷＫ、）によっては、第１図の従来例で説
明したと同様、異常に大きいハイライト部では大きく利
得減衰させて、ハイライトで緑色に着色するのを防いで
いる。もちろん、ここでは利得制御回路を有効に共有し
ているが、別途設けてもよい。

つぎに低輝度検出信号は、ＡＧＣＩｇｌ昂５以前の映像
信号から得た方が極めて有効な理由を以下に述べる。被
写体照度が比較的明かるい状態すなわちアイリス機構２
の動作領域ではプリアンプ４０入力レベルか一定化され
るのでＡＧＣ回路５の以前、以後において映像信号は所
定の定格レベルに保たれ、かつ、Ｓ／Ｎはプリアンプ回
路のノイズ発生Ｉ４によって決定されるのでＳ　／　Ｎ
は一定状態に保たれる。ところが被写体照度が除々に低
く（暗く）なって、アイリスが開放状態となり、さらに
暗くなるにつれて、Ａ（Ｊ　Ｃｔｖ動作禎域に入り、Ａ
ＧＣ回路は利得減衰量最大から、利得上昇させる様に制
御されてＡＧＣ回路５の出力を一定に保つ。すなわちＡ
ＧＣの動作領域に入ると、被写体照度が低くなるにつれ
てプリアンプ４に入力される映像信号レベルも少なくな
るのでＳ／Ｎが低下し、その結果、色ノイズも照度に比
例して目立ってくる。

同時にＡＧＣｌ路５以前の映像信号レベルは被写体照度
が低（なるとともに所定の定格レベルＹ丁から低下して
ゆくので、第４図下部波形図に示すようζこ明度部も除
々に所定の検出しづル］−以下となって検出されでくる
。すなわちＳ／Ｎの低１とともに明度レベル部から黒レ
ベル部にかりて、除々に利得減衰効果をもたせるような
動作となり、全画面にわたる色ノイズ抑圧効果が大きく
画質向上効果は著るしい。

この時は、弔彩色画像の明度部の彩度も除々に低下−ｃ
ｊ−るが、撮影画面そのものの８７Ｎが全搬に低下して
きている画像内容であり、その影響は問題とならず不自
然感はない。

第５図は本発明の要部であるハイライト（高輝度）信号
検出回路２３と、低輝度信号横用回路３３、加算回路３
５の具体回路例である。第５図においてトランジスタＱ
ｌ、Ｑ２．Ｑ３．Ｑ４、定電流源回路１１．ダイオード
Ｄ１．抵抗几１．■も２．几３゜Ｒ４によってハイライ
ト信号検出回路２３が構成さレル。トランジスタＱ２の
ベースに所定のレベル（例えば定格の２〜３倍）以上の
ハイライト信号をスライス検出するレベルを設定するバ
イアス電圧ＶＷＨが印加され、トランジスタＱｌのベー
スに映像信号が入力されＶＷｌｌを越えるとトランジス
タＱ１がＯＮし１．ＤＩ、Ｒ２，Ｒ３，Ｑ３からなる゛
Ｈｉ流ミラー回路により電流変ｍされ、４、の比で増幅
されて、トランジスタＱ４のエミッタに人力と同極性の
ハイライト信号が検出される。一方、トランジスタ（上
６＋Ｑ７＋Ｑｓ＋Ｑ９、定電流源回路■２、ダイオード
Ｄ３、抵抗１も１０１）Ｌｌｌ　、　ｌＬ１２　、Ｒ１
４，Ｒ１３によって低輝夏信号検出回路３３が同様に構
成される。トランジスタＱ７のベースに所定のレベル以
下（例えば定格輝度レベルの７３）ノ低輝度信号を得る
ためのクリップレベルを決めるバイアス電圧ＶＢを印加
する。トランジスタＱ６のベースに映像信号が入力され
、ＶＢ以下になるとトランジスタＱ７が０　、Ｎ　ｌ、
で、同様Ｒ１４／Ｒ１ｏの比で増幅され、人力信号と連
極性の低輝度検出信号がトランジスタＱ９のエミッタに
出力される。抵抗几６．几１５で加算回路３５を構成し
、トランジスタＱ５．タイオードＤ２、抵抗ｌも７　、
　Ｉ（，８、Ｒ９は電流吸込み直流レベルシフト回路で
、■も７．■七８．Ｊ（，９を設定することで、制御電
圧の動作点を任意に選ぶことかできる。

なお、本実施例では詳述しなかったが、周波数分離方式
カラーヒテオヵメラでは一般に、輝度ｎ１ｆｆｉ号と、
Ｒ信号およびＢ信号のトラッキングを良くして、暗部か
ら明部までのボ“ノイドバランスを改善する。すなわち
、所定レベルの輝度（、Ｍ号を３〜４分割し、該分割し
たそれぞれの信号に応動して、分廃した搬送赤色（Ａ号
、搬送青色信号を利得ｆｌｌＪ御し、輝度信号との暗レ
ベルがら明レベルに到るまでのトラッキングをよくする
という信も処理手段が多々採用される。

この様な場合は、本発明に用いる低輝度検出イｕ号と、
上記トラッキンク桶正用信号の低輝度成分を共通にオｂ
用でき、本発明を夾Ｍμするに極めて簡易に実現できる
。

〔発明の効果〕

以上蔽す」シたようζこ本発明ζこよれば、有彩色画像
の彩度を低下させることなく、無彩色系画像で目立つ色
むらを・ＦｆＫ部、Ｑ）ら明部ｌζゎたり一様の視覚的
改善効果を得ることができる。さらに暗部、あるいは被
写体照度が低くなるにつれて目立ちはじめる色ノイズも
、それとともに改善効果を大きくすることかでさる。本
発明により、１Ｉ１１１質に不自然感、違和感はなく画
質向上効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

絽１図は従来のカラービデオカメラ０）信号処理ＬＵ路
の一例を示すブロック構成図、第２図は向米の１汀号処
理回路を説明するための特性図、第３図は本発明を用い
た信号処理回路の要部を示すブロック襦ｒｊ”ｊ、図、
第４図は本発明を説明するための特性図、丙５図は本発
明の要部を実現するための一具体回路例を示す回路図で
ある。１・・・レンズ　２・・・アイリス機構３・・・撮（７
１，Ｘ子　４・・・プリアンプ５・・・ＡＧＣ回路６・・・ＡＧＣ，アイリス検波、切換回路７・・・アイ
リス駆動回路９・・・輝度信ぢ抽出用低域フィルタ１０・・・輝ｒＲ信号低域成分抽出用低」■フィルタ１
１・・・搬送色信号抽出用帯域、フィルタ１２．１４，
１７．２０・・・ガンマ補正回路１３・・・ＩｋｉＤＬ
　１５・・・加算回路１６．１９・・・検波回路　１８
・・・減界回路２１　、２２・・・色差゛マトリクスＬ
！回路２３・・・カラーエンコーダ２４．２５−・・千′＃７ＲＡ回路　２６　・）ｔｕ　
１１．　＠路２７・・・低彩度抑圧（ベースクリップ）
回路２８・・・利傅制＃（カラーキラー）回路３０・・
・信号処理回路３２・・・搬送色信号抑圧用フィルタ３３・・・低輝度信号検出回路３５・・・〃目算回路

Claims

【特許請求の範囲】（リ　カラービデオカメラにおいて、撮像して得た映像
信号より、輝度信号の所定レベル以下の低輝度成分を検
出し、該検出信号のレベルに応動して、色差信号変調搬
送色４ｉ号通路に設けた利得制御回路の利得制御を行な
うことを特徴とするカラービデオカメラの信号処理回路
。（２）上記、低輝度信号成分はカラービデオカメラの自
動利得制御（ＡＧＣ）回路以前より検出することを特徴
とする特許Ｈ請求の範囲第（り項記載の信号処理回路。（３）映像信号より上記低輝度成分を検出するとともに
、第２の所定のレベル以上の高輝度成分を検出し、該両
成分の検出信号を加算した信号で上記利得制御回路の利
得を制御することを特徴とする特、ｉ’Ｆ　請求の範囲
第（り項又は第（２）項記載の信号処理回路。（４）　上記利得制御回路を輝度信号を複数のレベルで
分割した分割信号によって、搬送色信号を利得制御して
輝度信号と色信号のトラッキングを補正して暗部から明
部にイつたるホワイトバランスを改善するイハ号処理を
行なうようにするとともに、上記分割１６号の低輝度領
域成分と、上記所定レベル以下の低輝度検出信号とを共
通にすることを特徴とする特許請求の範囲第（り項〜第
（３）項のいずれかに記載の信号処理回路。