JPH11122512A - 画質補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、ＣＲＴのブルーミングを低
減させて高輝度表示で鮮明な画像表示と走査速度変調に
よる白信号の細りを低減できる画質補償装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 受像ガンマ特性と利用して、映像信号の
振幅レベルが大きい時に、走査速度変調による補償量を
増加させかつ、電気的輪郭補償による補償量を減少させ
るように、相反するように補償量の制御や、補償信号を
波形変換して走査速度変調手段を備えたことを特徴とす
るものであり、ＣＲＴのブルーミングを低減させて、高
輝度表示での走査速度変調の効果を大きくすることによ
り、常に最適な鮮明画像が表示できるとともに、走査速
度変調による白信号の細りを解消して忠実で鮮鋭度の高
い画像表示が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受像
機において、映像の輝度変化部分で映像信号の波形変化
特性を変化させて輪郭補償するとともに、電子ビームの
走査速度を映像の輝度変化部分で変調することにより、
鮮鋭度を向上させる画質補償装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機において、一般的に
はＣＲＴ上に映出される映像は映像信号は受像機などの
周波数特性によって、輝度変化部分で緩慢な波形応答と
なり不鮮鋭な画像となる。そこで鮮鋭度を向上させる第
１の方法として、映像信号の２次微分信号を映像信号に
加算して急峻な波形応答の映像信号を得る、電気的な輪
郭補償量調整回路（以降画質調整回路と略す）がある。

【０００３】しかしながら、この方法では信号のピーク
の部分でビーム電流がより増加することによってビーム
スポットサイズが一層大きくなり、いわゆるブルーミン
グ現象を起こし鮮鋭度はそれぼど向上されない。

【０００４】これに対し、映像信号の波形を直接補正す
ることなく鮮鋭度の低下を補償する第２の方法として、
特開昭５２−５４３２２号広報の走査速度変調回路が、
また電気的な輪郭補償と走査速度を変調による輪郭補償
を併用して画質改善を行う方法として、特開昭６３−１
６４７６５号公報の画質補償装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ＣＲＴのブルーミングを低減させて鮮明画
像を得ることができるが、受像ガンマ特性に応じて最適
条件をその都度設定しなければならないという問題点を
有していた。さらにアナログ的な信号処理で行っている
ため、安定性や回路規模は大きくなるという問題点を有
していた。

【０００６】本発明はかかる点に鑑み、映像信号の受像
ガンマ補正した信号で電気的な輪郭補償を行い、補正前
の信号で走査速度変調を行うとともに、補償信号を波形
変換した信号で走査速度変調を行うことにより、常に最
適な鮮明画像が表示でき、かつ安定で回路規模が小さい
画質補償装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本願発明は、入力映像信号を受像ガンマ補正するガン
マ補正手段と、前記ガンマ補正手段からの輝度変化部分
の波形変化特性を変化させて、映像の輪郭を電気的に補
償する電気的輪郭補償手段と、前記入力映像信号の輝度
変化部分で発生させた輪郭補償偏向電流を陰極線管に設
けた補助偏向コイルに流して電子ビームの速度変調を変
調することにより、映像の輪郭を補償する走査速度変調
手段を備えたものである。

【０００８】また本発明は、入力映像信号の輝度変化部
分から走査速度変調を行うための補償信号を作成する補
償信号作成手段と、前記補償信号作成手段からの補償信
号から三角波状の波形に変換する波形変換手段と、前記
波形変換手段からの輪郭補償電流を陰極線管に設けた補
助偏向ヨークに流して電子ビームの速度変調を変調する
走査速度変調手段を備えたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、受像ガンマ特性と利用
して、映像信号の振幅レベルが大きい時に、走査速度変
調による補償量を増加させかつ、電気的輪郭補償による
補償量を減少させるように、相反するように補償量の制
御や、補償信号を波形変換して走査速度変調手段を備え
たことを特徴とするものであり、ＣＲＴのブルーミング
を低減させて、高輝度表示での走査速度変調の効果を大
きくすることにより、常に最適な鮮明画像が表示できる
とともに、走査速度変調による白信号の細りを解消して
忠実で鮮鋭度の高い画像表示ができる画質補償装置を実
現できるという作用を有する。

【００１０】以下、本発明の一実施の形態について、図
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の画質補償装置における
ブロック図を示し、図１において、１は入力映像信号の
入力端子と、２は陰極線管（以降ＣＲＴと略す）などの
受像ガンマ補正するガンマ補正回路、３はガンマ補正後
の映像信号を２次微分する２次微分波形作成回路と、４
は前記２次微分信号と映像信号を加算する加算回路と、
６はＣＲＴ８のカソード電極を駆動するための映像増幅
回路と、９はガンマ前の映像信号を１次微分する１次微
分波形作成回路と、１０は補助偏向ヨーク７に走査速度
変調電流を流すための増幅回路である。また５は２次微
分波形作成回路と加算回路４とで構成された電気的輪郭
補償回路、１１は１次微分波形作成回路９と増幅回路１
０とで構成された走査速度変調回路である。

【００１１】以上のように構成された本実施例の画質補
償装置について、以下その動作を図２のガンマ特性図と
図３の動作波形図を用いて説明する。

【００１２】入力端子１には図３(ａ)に示す映像信号が
入力され、その信号は図２の入出力特性（γ＝０．７）
を有したガンマ補正回路２で図３(ｂ)に示す信号にガン
マ補正される。ガンマ補正回路２からの信号は２次微分
波形作成回路３に供給され、図３(ｃ)に示す２次微分信
号が作成される。前記ガンマ補正回路２からの映像信号
(図３(ｂ)）と２次微分波形作成回路３からの２次微分
信号（図３(ｃ)）は加算回路４で加算された後、映像増
幅回路６で増幅してＣＲＴ８を駆動している。

【００１３】またガンマ補正前の入力端子１からの映像
信号は１次微分波形作成回路９に供給され、図３(ｄ)に
示す１次微分信号が作成される。この１次微分信号は増
幅回路１０で増幅して、ＣＲにネック部に設けた補助偏
向ヨーク７を駆動し、この１次微分の補助偏向電流によ
り電子ビームの走査速度を変化させることにより、走査
速度変調による輪郭補償を行っている。

【００１４】このように、ガンマ補正後の信号を用いた
電気的輪郭補償回路５と、ガンマ補正前の信号を用いた
走査速度変調による輪郭補償を行うことにより、図３
(ｅ)に示すように、入力レベルが低い状態では電気的輪
郭補償量を大きくし、反対に入力レベルが高い状態では
走査速度変調による補償量を大きくしている。このこと
は、ＣＲＴのブルーミングを低減させて高輝度表示での
走査速度変調の効果を大きくすることにより、輪郭が充
分に鮮鋭が画像を得ることができる。

【００１５】次に、走査速度変調が高輝度ほど効果が大
きくことについて述べるため、以下その理由を数式を用
いて説明する。

【００１６】遅延回路の終端を短絡してその反射を利用
して１次微分する場合、入力された映像信号は終端で反
射され、再び入力端に逆極性で２τ遅れて帰還される。

【００１７】したがっていま入力信号Ｅinが、第２の実
施の形態の動作を説明するための詳細なブロック図、 Ｅin＝Ａcosωｔ （Ａ:振幅、ω＝２πｆ、ｆ:入力周
波数） であった時、遅延回路入力端でのＥTは、 ＥT＝Ａcosωｔ−Ａcosω（ｔ−２ｔ） ＝２ＡsinＡωｔ・sin（τ−ｔ） …………………(1) となる。

【００１８】信号波形は走査速度変調電流とのタイミン
グ関係からだけ遅れた信号にする必要がある。したがっ
て信号波形はＡcosω（ｔ−τ）である。

【００１９】主偏向ヨーク及び補助偏向ヨークによって
生じる偏向波形Ｗdは式(1)を用いて、 Ｗd＝αｔ＋２Ａsinτ・sin（τ−ｔ） で示される。

【００２０】但し、αは水平偏向速度である。画面上の
輝度は映像信号に比例し、偏向速度に反比例するため、
輝度Ｌは、 Ｌ＝［Ｋ＋Ａcosω（ｔ−τ）］／（ｄ／ｄｔ）Ｗｄ ＝［Ｋ＋Ａcosω（ｔ−τ）］／［α−２Ａωsinωτ・cosω（ｔ−τ）］ …………………(2) （但し、Ｋは信号の直流バイアス）となる。一般にα≫
Ａωsinωτが成立するため、式(2)のテーラー展開の一
次項をとって、

【００２１】

【数１】

【００２２】となる。−１≦cosω（ｔ−τ）≦１であ
るから、 Ｌmax＝（Ｋ＋Ａ）（α＋２Ａωsinωτ） Ｌmin＝（Ｋ＋Ａ）（α−２Ａωsinωτ） Ｌmax−Ｌmin＝４ＫＡωsinωτ …………………(3) となり、画面上での輝度変化は［Ｌmax−Ｌmin］はＫは
比例して大きくなる。すなわち走査速度変調は高輝度ま
たビームスポットが小さいほどその効果が大きいことに
なる。

【００２３】次に、より一層の向上を図るための補償量
の制御方法について説明するため、図４の詳細なブロッ
ク図と図５の動作特性図を用いる。

【００２４】ディジタル的な映像信号は図５(ａ)実線の
入出特性を有したガンマ補正用ＲＯＭ１と、図５(ａ)波
線の入出力特性を有したガンマ補正用ＲＯＭ２に供給さ
れ、相反する入出力特性でガンマ補正される。ガンマ補
正用ＲＯＭ１からの図５(ａ)実線に示す入出特性でガン
マ補正された信号はＤ／Ａ変換器１４でアナログ信号に
変換された後、前記と同様の電気的輪郭補償回路で輪郭
補償を行っている。

【００２５】一方、ガンマ補正用ＲＯＭ２からの図(ａ)
波線に示す入出力特性でガンマ補正された信号はＤ／Ａ
変換器１５でアナログ信号に変換された後、同様に走査
速度変調回路で輪郭補償を行っている。この時の入力信
号レベルと補償量の関係を図５(ｂ)に示すように、入力
レベルが低い状態では電気的輪郭補償量をより大きく
し、反対に入力レベルが高い状態では走査速度変調によ
る補償量をより大きくして、ＣＲＴのブルーミングをよ
り一層低減させて高輝度表示での走査速度変調の効果を
大きくすることにより、より一層の鮮鋭度向上を図るこ
とができる。

【００２６】図５(ｃ)に電気的輪郭補償のみで行った場
合と、走査速度変調と併用した場合の空間周波数レスポ
ンスを示す。図５(ｃ)の一点波線はビーム電流が少ない
低輝度時、実線はビーム電流が多い高輝度時のレスポン
スを示すように、電気的輪郭補償のみでは高輝度になれ
ばレスポンスが低下するのに対し、併用方式では従来の
電気的輪郭補償に比べより鮮鋭度は向上するとともに、
高輝度ほどレスポンスが向上することが分かる。

【００２７】なお、相反するガンマ特性の作成は１個の
ＲＯＭで容易に実現できるため、回路規模も小さく実現
できる。

【００２８】また補償量の制御はガンマ特性を任意に可
変することにより容易に実現できるため、簡単な構成で
実現できる。さらに最近のディジタル信号処理による高
画質化技術への対応も容易である。

【００２９】また本実施例ではガンマ補正前の信号を用
いて走査速度変調を行い、ガンマ補正後の信号を用いて
電気的な輪郭補償を行う場合について述べたが、特にＭ
ＵＳＥ−ハイビジョン方式に非常に適した構成となって
いることは言うまでもない。また本実施例では走査速度
変調の補償波形は１次微分処理を行って作成するため位
相遅れが発生することになる、その点を考慮しても走査
速度変調の信号をガンマ補正前の信号で作成することは
有利である。

【００３０】以上のように本実施に形態によれば、受像
ガンマ特性と利用して、映像信号の振幅レベルが大きい
時に、走査速度変調による補償量を増加させかつ、電気
的輪郭補償による補償量を減少させるように、相反する
ように補償量の制御して、ＣＲＴのブルーミングを低減
させて、高輝度表示での走査速度変調の効果を大きくす
ることにより、常に最適な鮮明画像の表示が実現でき
る。

【００３１】（実施の形態２）次に本発明の第２の実施
の形態について図面を参照しつつ説明する。

【００３２】図６は第２の実施の形態の画質補償装置の
ブロック図である。図６において第１の実施の形態と同
一部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図
６において、１６は入力端子１からの映像信号を１次微
分する１次微分波形作成回路と、１０は補助偏向ヨーク
７に走査速度変調電流を流すための増幅回路である。１
７は前記１次微分信号のレベルと期間から三角波状の波
形に変換する波形変換回路である。

【００３３】以上のように構成された本実施例の映像信
号処理装置について、以下その動作を図７の動作波形図
を用いて説明する。

【００３４】入力端子１には図７(ａ)に示す映像信号が
入力され、その信号は１次微分波形作成回路１６に供給
され、図７(ｄ)に示す１次微分信号が作成される。この
１次微分信号は波形変換回路１７に供給され、１次微分
信号の振幅及び極性（以降レベルと略す）と期間の情報
に基づいて図７(ｃ)に示す三角波状の信号に変換され
る。この変換信号は増幅回路１０で増幅して、ＣＲＴの
ネック部に設けた補助偏向ヨーク７を駆動し、この１次
微分の補助偏向電流により電子ビームの走査速度を変化
させることにより、走査速度変調による輪郭補償を行っ
ている。

【００３５】走査速度変調の原理は、図７(ｂ)Ｓ1に示
す画面上でのビームの走査速度は映像信号の立ち上がり
始めた直後の位置では遅くなるため画面上に対応する点
での発光量は急激に増加し、その後ビームの走査速度が
早くなるため画面上に対応する点での発光量は少なく抑
えられる。一方、図７(ｂ)Ｓ2に示す映像信号の立ち下
がり側ではこれと対称な形になるため、結局画面上の水
平方向における発光量は図７(ｄ)に示すように変化し、
水平方向の鮮鋭度が向上させることができる。

【００３６】しかし、従来の図７(ｂ）に示す波形変換
前の１次微分信号で走査速度変調を行った場合のＣＲＴ
管面上での水平方向の発光量を図７(ｄ)に示すように、
図７(ａ)に示す入力映像信号の白信号の幅に比べて細く
なる、いわゆる白信号の細り現象が発生する。

【００３７】そのため、図７(ｃ)に示す波形変換後の三
角波状の信号で走査速度変調を行うことにより、ＣＲＴ
管面上での水平方向の発光量を図７(ｅ)に示すように、
白信号の細り現象を低減できることになる。

【００３８】次に、波形変換の動作について説明するた
め、図８の詳細なブロック図と図９の動作波形図を用い
る。

【００３９】図９(ｃ)に示すディジタル的な映像信号
は、図９(ａ)の周波数特性を有した帯域通過フィルタ
（以降ＢＰＦと略す）で１次微分処理されて、図９(ｃ)
に示す周波数成分ｆ1とｆ2を含む１次微分波形が作成さ
れる。ＢＰＦ１８からの信号は期間検出回路１９とレベ
ル検出回路２０に供給される。期間検出回路１９では図
９(ｃ)に示す１次微分信号から、例えば基準電位Ｖref1
とＶref2の比較を行って、正極性の期間ｔ1、負極性の
期間ｔ2が検出される。レベル検出回路２０では図９
(ｃ)に示す１次微分信号の最大値を検出して、極性とレ
ベルＶ1とＶ2が検出される。

【００４０】前記期間検出回路１９とレベル検出回路２
０からの各検出信号は三角波発生回路２１に供給され波
形変換され、図９(ｃ)に示す１次微分信号が図９(ｄ)に
示す三角波形に変換される。三角波発生回路２１からの
波形変換された信号はＤ／Ａ変換器２２でアナログ信号
に変換された後、増幅回路１０を通して補助偏向ヨーク
７を駆動して、図９(ｅ)に示す補助偏向電流を発生させ
て走査速度変調が行われる。

【００４１】次に、アナログ的な処理での波形変換につ
いて説明するため、図１０の詳細なブロック図を用い
る。動作波形は図９と同様であるため、図９を用いて説
明する。

【００４２】映像信号(図９(ｂ))は遅延回路２３の供給
され、遅延回路の終端を短絡しその反射を利用して１次
微分信号(図９(ｃ))が作成される。１次微分信号は比較
回路２５、２６に供給され基準電位Ｖref1とＶref2（図
９(ｃ))の比較を行って、期間ｔ1、ｔ2が検出される。

【００４３】比較回路２５、２６からの信号は加算回路
２７に供給され合成信号が作成され、この信号はミラー
積分などで構成された積分回路２８に供給される。積分
回路２８では上記検出期間のみノコギリ波状の波形が発
生される。一方１次微分信号はピーク値検出回路２４に
供給され、ピーク値Ｖ1、Ｖ2(図９(ｃ))が検出して振幅
制御回路２８に供給される。振幅制御回路２８では前記
積分回路２８からのノコギリ波形とピーク値検出回路２
４からのレベル検出信号で振幅制御され、図９(ｄ)に示
す三角波形に変換される。

【００４４】なお、本実施例では波形変換する方法とし
てディジタル的に行う場合とアナログ的な積分処理で行
う場合について述べたが、それ以外の処理で波形変換を
行っても良い。

【００４５】以上のように本実施の形態によれば、映像
信号を１次微分波形を三角波状の波形に波形変換して走
査速度変調を行うことにより、走査速度変調による白信
号の細りを解消して、忠実で鮮鋭度の高い画像表示が実
現できる。

【００４６】なお、本実施の形態において、理解を容易
にするためＣＲＴを用いたテレビジョン受像機を用いた
画質補償について述べてきたが、それ以外の表示デバイ
スについても有効であることは言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】本発明の画質補償装置によれば、受像ガ
ンマ特性と利用して、映像信号の振幅レベルが大きい時
に、走査速度変調による補償量を増加させかつ、電気的
輪郭補償による補償量を減少させるように、相反するよ
うに補償量の制御して、ＣＲＴのブルーミングを低減さ
せて、高輝度表示での走査速度変調の効果を大きくする
ことにより、常に最適な鮮明画像の表示が実現できる。
また、ディジタル的な信号処理が容易なため簡単な構成
で実現できる。

【００４８】さらに、他の発明の画質補償装置によれ
ば、映像信号を１次微分波形を三角波状の波形に波形変
換して走査速度変調を行うことにより、走査速度変調に
よる白信号の細りを解消して、忠実で鮮鋭度の高い画像
表示が実現でき、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による画質補償装置
のブロック図

【図２】第１の実施の形態の動作を説明するための動作
特性図

【図３】第１の実施の形態の動作を説明するための動作
波形図

【図４】第１の実施の形態の動作を説明するための詳細
なブロック図

【図５】第１の実施の形態の動作を説明するための動作
特性図

【図６】本発明の第２の実施の形態による画質補償装置
のブロック図

【図７】第２の実施の形態の動作を説明するための動作
波形図

【図８】第２の実施の形態の動作を説明するための詳細
なブロック図

【図９】第２の実施の形態の動作を説明するための動作
特性図と動作波形図

【図１０】第２の実施の形態の動作を説明するための詳
細なブロック図

【符号の説明】

２ ガンマ補正回路 ５ 電気的輪郭補償回路 １１ 走査速度変調回路 ７ 補助偏向ヨーク ８ ＣＲＴ １６ １次微分波形作成回路 １７ 波形変換回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像信号を受像ガンマ補正するガン
   マ補正手段と、前記ガンマ補正手段からの輝度変化部分
   の波形変化特性を変化させて、映像の輪郭を電気的に補
   償する電気的輪郭補償手段と、前記入力映像信号の輝度
   変化部分で発生させた輪郭補償偏向電流を陰極線管に設
   けた補助偏向コイルに流して電子ビームの速度変調を変
   調することにより、映像の輪郭を補償する走査速度変調
   手段を備え、映像信号の振幅レベルが大きい時に、走査
   速度変調による補償量を増加させかつ、電気的輪郭補償
   による補償量を減少させるように、相反するように補償
   量を制御したことを特徴とする画質補償装置。
2. 【請求項２】 ガンマ補正手段が、受像ガンマ補正した
   信号で電気的輪郭補償を行い、逆受像ガンマ補正した信
   号で走査速度変調による輪郭補償を行うようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の画質補償装置。
3. 【請求項３】 入力映像信号の輝度変化部分から走査速
   度変調を行うための補償信号を作成する補償信号作成手
   段と、前記補償信号作成手段からの補償信号から三角波
   状の波形に変換する波形変換手段と、前記波形変換手段
   からの輪郭補償電流を陰極線管に設けた補助偏向コイル
   に流して電子ビームの速度変調を変調する走査速度変調
   手段を備えたことを特徴とする画質補償装置。
4. 【請求項４】 波形変換手段が、映像信号を一次微分し
   た補償信号のレベルと期間から三角波状の波形に変換す
   るようにしたことを特徴とする請求項３記載の画質補償
   装置。