(57)【要約】【課題】  ビデオ信号の直流成分の振幅に応じてアナログ／デジタル変換器の基準電圧を変更することによって、回路を複雑化又は大型化させることなく、ビデオ信号のダイナミックレンジを適切に維持したまま、ビデオ信号をデジタル化することができるビデオ信号処理装置を提供する。【解決手段】  処理対象となるビデオ信号の直流成分の振幅を検出し、その振幅に応じて制御信号を出力する入力レベル検出回路２２と、入力レベル検出回路２２からの制御信号を受けて、ビデオ信号の直流成分の振幅に応じてパルス幅を変調してＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ回路２４と、ＰＷＭ信号を時間的に平滑化して得られた電圧を基準電圧として、ビデオ信号のアナログ／デジタル変換を行うアナログ／デジタル変換器３０と、を含むビデオ信号処理装置により上記課題を解決することができる。【選択図】        図１
2005094678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となるビデオ信号の振幅を検出する入力レベル検出回路と、
前記入力レベル検出回路において検出されたビデオ信号の振幅、に応じた電圧を基準電圧として前記ビデオ信号のアナログ／デジタル変換を行うアナログ／デジタル変換器と、
を含むことを特徴とするビデオ信号処理装置。
【請求項２】
処理対象となるビデオ信号の振幅を検出し、その振幅に応じて制御信号を出力する入力レベル検出回路と、
前記入力レベル検出回路からの制御信号を受けて、前記ビデオ信号の振幅に応じてパルス幅を変調してＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ回路と、
前記ＰＷＭ信号を時間的に平滑化して得られた電圧を基準電圧として、前記ビデオ信号のアナログ／デジタル変換を行うアナログ／デジタル変換器と、
を含むことを特徴とするビデオ信号処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のビデオ信号処理装置において、
前記ＰＷＭ信号を平滑化するローパスフィルタを構成し、装置外部にコンデンサを接続するための外部端子がその一端に接続された抵抗要素を含むことを特徴とするビデオ信号処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のビデオ信号処理装置において、
定電圧発生回路と、
前記定電圧発生回路から出力される電圧と、前記ＰＷＭ信号を時間的に平滑化して得られた電圧と、を切り替えて前記アナログ／デジタル変換器の基準電圧として出力する切替回路と、
を含むことを特徴とするビデオ信号処理装置。
【請求項５】
ビデオ信号を受信するビデオ信号受信手段と、
前記ビデオ信号受信手段において受信されたビデオ信号の振幅を検出し、その振幅に応じて制御信号を出力する入力レベル検出回路と、
前記入力レベル検出回路からの制御信号を受けて、前記ビデオ信号受信手段において受信されたビデオ信号の振幅に応じてパルス幅を変調してＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ回路と、
前記ＰＷＭ信号を時間的に平滑化して得られた電圧を基準電圧として、前記ビデオ信号受信手段において受信されたビデオ信号のアナログ／デジタル変換を行うアナログ／デジタル変換器と、を含み、
前記アナログ／デジタル変換器によりデジタル化されたビデオ信号に基づいて映像を表示することを特徴とするテレビジョン受像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログのビデオ信号を適切なダイナミックレンジを有するデジタル信号に変換するビデオ信号処理装置及びそのビデオ信号処理装置を含むテレビジョン受像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーテレビジョン放送等に使用されているビデオ信号としては輝度（Ｙ）及び色差（Ｃ）の情報を含むコンポジット信号が用いられている。このビデオ信号をデジタル化する場合に、アナログ／デジタル変換器のダイナミックレンジを適切に制御するビデオ信号処理装置が用いられている（例えば、特開平８−１２５１２２号公報、特開２００１−３５６８３１号公報）。
【０００３】
従来のビデオ信号処理装置１００は、図５に示すように、チャネル切替回路１０、入力レベル検出回路１２、プログラマブル増幅器１４、デジタル／アナログ変換器（Ａ／Ｄ変換器）１６から構成される。チャネル切替回路１０は、外部から入力されるチャネル選択信号に基づいて作動するマルチプレクサを含み、入力される複数のビデオ信号のうち１つを選択して出力する。入力レベル検出回路１２は、チャネル切替回路１０で選択されたビデオ信号を受けて、そのビデオ信号の振幅を検出し、その振幅に応じてプログラマブル増幅器１４の増幅率を調整するためのゲイン制御信号を出力する。プログラマブル増幅器１４は、入力レベル検出回路１２からのゲイン制御信号を受けて、チャネル切替回路１０で選択されたビデオ信号をゲイン制御信号に応じた増幅率で増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、プログラマブル増幅器１４の出力を受けて、アナログ信号からデジタル信号へ変換して出力する。
【０００４】
例えば、入力レベル検出回路１２からのゲイン制御信号が３ｄＢであった場合、図６に示すように、プログラマブル増幅器１４ではビデオ信号が２倍増幅されてＡ／Ｄ変換器１６に入力される。Ａ／Ｄ変換器１６では、最大基準電圧端子ＶＲＴに印加される電圧Ｖｔと最小基準電圧端子ＶＲＢに印加される電圧Ｖｂとの電圧差に応じたダイナミックレンジでビデオ信号をデジタル化して出力する。例えば、電圧Ｖｔが２Ｖ及び電圧Ｖｂが０Ｖであれば、その電位差は２Ｖとなるので、プログラマブル増幅器１４によりビデオ信号の振幅を２Ｖ程度まで増幅することにより、Ａ／Ｄ変換器１６のダイナミックレンジを一杯に利用してデジタル化を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２５１２２号公報
【特許文献２】特開２００１−３５６８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来のビデオ信号処理装置では、プログラマブル増幅器１４を用いてビデオ信号の振幅をＡ／Ｄ変換器１６のダイナミックレンジに合わせることによって、デジタル化されたビデオ信号のダイナミックレンジを広く保っている。しかしながら、プログラマブル増幅器１４を構成する回路は複雑であり、ビデオ信号処理装置を実装するチップの面積を増大させることに繋がっていた。また、良好な特性を得ることが難しかった。
【０００７】
そこで、上記従来技術の問題を鑑み、本発明は回路を複雑化又は大型化させることなく、ビデオ信号のダイナミックレンジを適切に保ってデジタル化を行うことができるビデオ信号処理装置及びそのビデオ信号処理装置を有するテレビジョン受像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決できる本発明は、処理対象となるビデオ信号の直流成分の振幅を検出する入力レベル検出回路と、前記入力レベル検出回路において検出されたビデオ信号の直流成分の振幅、に応じた電圧を基準電圧として前記ビデオ信号のアナログ／デジタル変換を行うアナログ／デジタル変換器と、を含むことを特徴とするビデオ信号処理装置である。
【０００９】
上記課題を解決できる本発明の別の形態は、処理対象となるビデオ信号の直流成分の振幅を検出し、その振幅に応じて制御信号を出力する入力レベル検出回路と、前記入力レベル検出回路からの制御信号を受けて、前記ビデオ信号の直流成分の振幅に応じてパルス幅を変調してＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ回路と、前記ＰＷＭ信号を時間的に平滑化して得られた電圧を基準電圧として、前記ビデオ信号のアナログ／デジタル変換を行うアナログ／デジタル変換器と、を含むことを特徴とするビデオ信号処理装置である。
【００１０】
ここで、上記本発明のビデオ信号処理装置においては、前記ＰＷＭ信号を平滑化するローパスフィルタを構成し、装置外部からコンデンサを接続するための外部端子がその一端に接続された抵抗要素を含むことが好適である。
【００１１】
さらに、上記本発明のビデオ信号処理装置において、定電圧発生回路と、前記定電圧発生回路から出力される電圧と、前記ＰＷＭ信号を時間的に平滑化して得られた電圧と、を切り替えて前記アナログ／デジタル変換器の基準電圧として出力する切替回路を含む構成としても良い。
【００１２】
また、上記本発明のビデオ信号処理装置を用いて、ビデオ信号を受信するビデオ信号受信手段と、前記ビデオ信号受信手段において受信されたビデオ信号の直流成分の振幅を検出し、その振幅に応じて制御信号を出力する入力レベル検出回路と、前記入力レベル検出回路からの制御信号を受けて、前記ビデオ信号受信手段において受信されたビデオ信号の直流成分の振幅に応じてパルス幅を変調してＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ回路と、前記ＰＷＭ信号を時間的に平滑化して得られた電圧を基準電圧として、前記ビデオ信号受信手段において受信されたビデオ信号のアナログ／デジタル変換を行うアナログ／デジタル変換器と、を含み、前記アナログ／デジタル変換器によりデジタル化されたビデオ信号に基づいて映像を表示することを特徴とするテレビジョン受像装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ビデオ信号の直流成分の振幅に応じてアナログ／デジタル変換器の基準電圧を変更することによって、回路を複雑化又は大型化させることなく、ビデオ信号のダイナミックレンジを適切に維持したまま、ビデオ信号をデジタル化することができるビデオ信号処理装置を提供することができる。
【００１４】
また、デジタル化されたビデオ信号に基づいて映像を映す際に、ダイナミックレンジが大きい映像を表示することができるテレビジョン受像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態におけるビデオ信号処理装置２００は、図１に示すように、チャネル切替回路２０、入力レベル検出回路２２、パルス振幅モジュレーション回路（ＰＷＭ回路）２４、インターフェース回路２６、制御用増幅器２８及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）３０を含んで構成される。また、ビデオ信号処理装置２００には、インターフェース回路２６を介して、外部にローパスフィルタ用のコンデンサＣが接続される。
【００１６】
チャネル切替回路２０は、マルチプレクサを含んで構成される。チャネル切替回路２０は、複数のビデオ信号の入力を受けて、それらの中から１つを選択して出力する。選択されたビデオ信号は、入力レベル検出回路２２及びＡ／Ｄ変換器３０へ出力される。
【００１７】
図１では、チャネル切替回路２０に４つのビデオ信号が入力されている。チャネル切替回路２０は、例えば、ユーザによるリモコン操作等により得られたチャネル選択信号を装置外部から受け、そのチャネル選択信号に基づいてマルチプレクサを作動させることによって、入力された４つのビデオ信号のうち１つを選択する。
【００１８】
但し、チャネル切替回路２０は必ずしも必要なものではない。例えば、ビデオ信号処理回路２００に１つのビデオ信号のみが入力される場合にはチャネル切替回路２０を設ける必要はない。また、入力されるビデオ信号の数を増加させた場合にもそのうち１つを選択できる回路であれば良い。
【００１９】
入力レベル検出回路２２は、一般的なコンパレータ回路及びデジタル／アナログ変換器を含んで構成される。入力レベル検出回路２２は、チャネル切替回路２０からビデオ信号を受けて、そのビデオ信号の振幅に応じたＰＷＭ制御信号を出力する。
【００２０】
コンポジットビデオ信号は、図２に示すように、画像の輝度に応じて増減する直流成分と、その直流成分に色成分を示す高周波が重畳された信号である。入力レベル検出回路２２のコンパレータ回路によりコンポジットビデオ信号の１フレーム中の最大振幅（最大値）が検出され、デジタル／アナログ変換器によりその振幅がデジタル信号に変換される。特に、１フレーム中の輝度の最大値、すなわち直流成分の最大振幅をデジタル信号に変換することが好適である。このデジタル信号がＰＷＭ制御信号となる。生成されたＰＷＭ制御信号は、ＰＷＭ回路２４へ出力される。
【００２１】
ＰＷＭ回路２４は、入力レベル検出回路２２からのＰＷＭ制御信号を受けて、チャネル切替回路２０で選択されたビデオ信号の振幅に応じたパルス幅を有するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ回路２４は、例えば、１３．５ＭＨｚのクロックで動作するパルス幅変調回路により構成することが好適である。このとき、図２のように、ビデオ信号の振幅に比例したパルス幅を有するＰＷＭ信号を出力するように設定する。例えば、入力レベル検出回路２２においてビデオ信号が取り得る最大振幅であることが検出された場合にデューティ比１００％のパルス幅を有するＰＷＭ信号を出力し、ビデオ信号が取り得る最大振幅の５０％の振幅であることが検出された場合にデューティ比５０％のパルス幅を有するＰＷＭ信号を出力するように設定する。
【００２２】
ＰＷＭ回路２４は、一般的にプログラマブル増幅器やデジタル／アナログ変換器等の回路よりも構成する回路素子が少なく、半導体チップに組み込む際にチップサイズを小さく維持することができる点でも利点がある。
【００２３】
インターフェース回路２６は、バッファ及び抵抗要素を含んで構成される。バッファは、ＰＷＭ回路２４からＰＷＭ信号を受ける。バッファの電源端子には、装置外部から電圧Ｖｔが印加され、ＰＷＭ信号はそのパルスの振幅が電圧Ｖｔとなるように変調されて抵抗要素の一端に供給される。一方、抵抗要素の他端は、装置外部のコンデンサＣに接続され、そのコンデンサＣを介して接地される。これにより、抵抗要素とコンデンサＣとのＬ型ローパスフィルタが構成される。従って、バッファから出力されたＰＷＭ信号は、抵抗要素の抵抗値及びコンデンサＣの容量値によって定まる時定数τに応じて時間的に平滑化される。ＰＷＭ信号のパルス幅はチャネル切替回路２０で選択されたビデオ信号の振幅に応じて変調されているので、インターフェース回路２６において平滑化された信号は、図２に示すように、チャネル切替回路２０で選択されたビデオ信号の振幅に応じた電圧値となる。平滑化された信号は、制御用増幅器２８を通じてＡ／Ｄ変換器３０の最大基準電圧端子ＶＲＴへ送出される。
【００２４】
本実施の形態におけるインターフェース回路２６は、装置外部にコンデンサを接続するための外部端子をその一端に有する抵抗要素を含む。従って、装置外部にコンデンサＣを接続してローパスフィルタを構成することができるので、ローパスフィルタの時定数τを容易に変更できる利点がある。また、ローパスフィルタの時定数τを容易に変更できるように、コンデンサＣを可変容量コンデンサとすることも好適である。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器３０の入力端子ＩＮには、チャネル切替回路２０によって選択されたビデオ信号が入力される。最小基準電圧端子ＶＲＢには、装置外部から定電圧ＶｂがＶＲＢ電圧として印加される。最大基準電圧端子ＶＲＴには、制御増幅器２８を介して、インターフェース回路２６からの出力信号がＶＲＴ電圧として印加される。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器３０は、入力端子ＩＮに入力されたビデオ信号を最小基準電圧端子ＶＲＢと最大基準電圧端子ＶＲＴとに印加される電圧差に応じたダイナミックレンジでデジタル信号へ変換して出力する。例えば、ＶＲＢ電圧が０Ｖ及びＶＲＴ電圧が１Ｖであった場合、その電位差は１Ｖであるのでダイナミックレンジは１Ｖとなる。また、ＶＲＢ電圧が０Ｖ及びＶＲＴ電圧が２Ｖであった場合、その電位差は２Ｖであるのでダイナミックレンジは２Ｖとなる。
【００２７】
ここで、最大基準電圧端子ＶＲＴに印加されるＶＲＴ電圧は、チャネル切替回路２０で選択されたビデオ信号の振幅が大きいときに高くなり、ビデオ信号の振幅が小さいときに低くなるので、ビデオ信号の１フレームにおける直流成分の最大振幅に応じたダイナミックレンジでビデオ信号をデジタル信号へ変換することができる。
【００２８】
なお、図３に示すように、ビデオ信号処理装置２００の内部に定電圧発生回路２９を設けて、制御用増幅器２８からの出力と切り替えられる構成とすることも好適である。これにより、Ａ／Ｄ変換器３０からのデジタル信号のダイナミックレンジをビデオ信号の振幅によらず固定することも可能となる。
【００２９】
本実施の形態におけるビデオ信号処理装置２００は、図４に示すように、テレビジョン受像器に適用することができる。テレビジョン受像器は、アンテナ、ＴＶ信号増幅・検波ブロック３２、デジタルデコーダ３４、同期偏向回路３６、画質調整回路３８、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）４０、ＣＲＴ４２及びビデオ信号処理装置２００を含んで構成される。
【００３０】
アンテナで受信されたビデオ信号は、ＴＶ信号増幅・検波ブロック３２において検波・増幅されてビデオ信号処理装置２００に送られる。ビデオ信号処理装置２００において、ビデオ信号はその振幅に応じたダイナミックレンジを有するデジタル信号に変換される。デジタルデコーダ３４は、そのデジタル信号を受けて、ＣＲＴ４２に画像を映し出すための同期偏向回路３６の制御信号、画質調整を行うための画質調整信号、ビデオ信号処理装置２００の出力を調整するための変換調整信号を生成する。
【００３１】
画質調整回路３８は、ＣＲＴ４２に表示される映像の輝度、コントラスト等の画質を調整する回路を含んで構成される。画質調整回路は、デジタルデコーダ３４からの画質調整信号を受けて、ＣＲＴ４２の電子線管の出力等を制御するデジタル信号を出力する。その信号は、Ｄ／Ａ変換器４０によりアナログ信号に変換され、ＣＲＴ４２に表示される映像の画質が調整される。一方、同期偏向回路３６は、デジタルデコーダ３４からの制御信号を受けて、ＣＲＴ４２の走査線の同期及び偏向を行う。これらの処理により、ＣＲＴ４２の画面上に映像が表示される。
【００３２】
なお、ＣＲＴ４２の代わりに液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）４４を用いても良い。ＦＰＤ４４は、デジタル信号により直接制御することができる。
【００３３】
このように、テレビジョン受像装置を本実施の形態のビデオ信号処理装置２００を含む構成とすることにより、映像のダイナミックレンジを十分大きく維持することができる。例えば、映像全体の輝度が変化した場合でも、それぞれの輝度に応じた適切なダイナミックレンジで映像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態におけるビデオ信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるビデオ信号処理装置の作用を説明するタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態におけるビデオ信号処理装置の別の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるビデオ信号処理装置を利用したテレビジョン受像装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のビデオ信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来のビデオ信号処理装置の作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  チャネル切替回路、１２  入力レベル検出回路、１４  プログラマブル増幅器、１６  アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、２０  チャネル切替回路、２２  入力レベル検出回路、２４  パルス幅モジュレーション（ＰＷＭ）回路、２６  インターフェース回路、２８  制御用増幅器、２９  定電圧発生回路、３０  アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、３２  ＴＶ信号増幅・検波ブロック、３４  デジタルデコーダ、３６  同期偏向回路、３８  画質調整回路、４０  デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、１００  従来のビデオ信号処理装置、２００  本発明の実施の形態におけるビデオ信号処理装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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