(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像の利得を制御する可変利得増幅器、
可変利得増幅器から出力される映像信号をサンプリングするＡ／Ｄ変換器、
Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル映像データからオーバーシュート成分およびリンギング成分を除去するためのデジタルフィルター回路、
デジタルフィルター回路の出力信号に基づいて、映像信号中の最大ピークレベルを検出する最大ピークレベル検出回路、ならびに
得られた最大ピークレベルを予め設定されたＡＧＣ調整目標値およびＡＧＣ調整下限値と比較し、比較結果に応じて可変利得増幅器による自動利得制御の時定数を制御する制御手段を備えており、
制御手段は、最大ピークレベルがＡＧＣ調整下限値以上でありかつＡＧＣ調整目標値より大きい場合には、自動利得制御の時定数を短く設定し、最大ピークレベルがＡＧＣ調整下限値以上でありかつＡＧＣ調整目標値以下の場合には、自動利得制御の時定数を長く設定する手段を備えていることを特徴とする自動利得制御回路。
【請求項２】
制御手段は、最大ピークレベルがＡＧＣ調整下限値よりも小さい場合には、自動利得制御を停止させる手段を備えてることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御回路。
【請求項３】
デジタルフィルター回路の出力信号に基づいて、１画面中の輝度サチュレーション領域の面積を検出する輝度サチュレーション領域検出回路、および検出された１画面中の輝度サチュレーション領域の面積を予め定められた基準値と比較し、検出された１画面中の輝度サチュレーション領域の面積が基準値より小さい場合には、自動利得制御の時定数を長く設定する手段を備えていることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の自動利得制御回路。
【請求項４】
デジタルフィルター回路は、カットオフ周波数が低く設定されている第１のローパスフィルター手段と、カットオフ周波数が高く設定されている第２のローパスフィルター手段とを備えており、最大ピークレベル検出回路は、第１のローパスフィルター手段の出力に基づいて、映像信号中の最大ピークレベルを検出し、輝度サチュレーション領域検出回路は、第２のローパスフィルター手段の出力に基づいて、１画面中の輝度サチュレーション領域の面積を検出することを特徴とする請求項３に記載の自動利得制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動利得制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタ等に用いられている映像信号処理回路内の自動利得制御回路は、入力映像信号の振幅が所定の値になるよう可変利得増幅器を制御している。自動利得制御回路としては、一般的には、ピークＡＧＣ回路などが知られている。ピークＡＧＣ回路は、映像信号をＤＣ再生し、映像信号中の最も白に近い部分（最も明るい部分）を白ピークレベルとしてピークホールドする。このホールドしたレベルと所定の基準を示す電圧レベル（基準電圧レベル）とを比較し、その誤差が無くなるように前述の可変利得増幅器の利得を制御する。
【０００３】
しかしながら、この方法では、入力映像信号のエッジ特性や周波数特性を改善するために生じた映像信号中のオーバーシュート成分、リンギング成分等により、  オーバーシュート成分、リンギング成分等を除いた入力映像信号中の最も白に近い部分よりも大きい信号レベルを白ピークレベルとして誤認識する可能性がある。そうすると、本来の白レベルが低いレベルに制限され、映像信号全体の輝度レベルが低下するという問題がある。
【０００４】
また、オーバーシュート成分、リンギング成分等を除いた入力映像信号中の最も白に近い部分（本来の白ピークレベル）を正しく検出できたとしても、暗いシーン中に微小面積で光る点が輝度サチュレーションを起こしている場合には、その輝度サチュレーションをＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジ内に収めるように自動利得制御が行われるため、映像全体の輝度レベルが低い目に制御され、メリハリの無い、落ちすぎすぎた映像となるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、映像信号中のオーバーシュート成分およびリンギング成分が白ピークレベルと誤認識されるのを回避でき、本来の白ピークレベルに基づいて自動利得制御が行えるようになる自動利得制御回路を提供することを目的とする。
【０００６】
また、この発明は、暗いシーン中に微小面積で光る点が輝度サチュレーションを起こしていても、その輝度サチュレーションによって映像全体の輝度レベルが低下するのを回避できる自動利得制御回路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】
請求項１に記載の発明は、入力映像の利得を制御する可変利得増幅器、可変利得増幅器から出力される映像信号をサンプリングするＡ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル映像データからオーバーシュート成分およびリンギング成分を除去するためのデジタルフィルター回路、デジタルフィルター回路の出力信号に基づいて、映像信号中の最大ピークレベルを検出する最大ピークレベル検出回路、ならびに得られた最大ピークレベルを予め設定されたＡＧＣ調整目標値およびＡＧＣ調整下限値と比較し、比較結果に応じて可変利得増幅器による自動利得制御の時定数を制御する制御手段を備えており、制御手段は、最大ピークレベルがＡＧＣ調整下限値以上でありかつＡＧＣ調整目標値より大きい場合には、自動利得制御の時定数を短く設定し、最大ピークレベルがＡＧＣ調整下限値以上でありかつＡＧＣ調整目標値以下の場合には、自動利得制御の時定数を長く設定する手段を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動利得制御回路において、制御手段は、最大ピークレベルがＡＧＣ調整下限値よりも小さい場合には、自動利得制御を停止させる手段を備えてることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の自動利得制御回路において、デジタルフィルター回路の出力信号に基づいて、１画面中の輝度サチュレーション領域の面積を検出する輝度サチュレーション領域検出回路、および検出された１画面中の輝度サチュレーション領域の面積を予め定められた基準値と比較し、検出された１画面中の輝度サチュレーション領域の面積が基準値より小さい場合には、自動利得制御の時定数を長く設定する手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の自動利得制御回路において、デジタルフィルター回路は、カットオフ周波数が低く設定されている第１のローパスフィルター手段と、カットオフ周波数が高く設定されている第２のローパスフィルター手段とを備えており、最大ピークレベル検出回路は、第１のローパスフィルター手段の出力に基づいて、映像信号中の最大ピークレベルを検出し、輝度サチュレーション領域検出回路は、第２のローパスフィルター手段の出力に基づいて、１画面中の輝度サチュレーション領域の面積を検出することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、液晶プロジェクタに設けられた自動利得制御回路の構成を示している。
【００１３】
入力映像信号（輝度信号またはＲＧＢ信号）は、Ａ／Ｄ変換部１に入力されるとともに同期分離部２に入力される。同期分離部２は、入力映像信号から水平同期信号HSYNC および垂直同期信号VSYNC を抽出する。水平同期信号HSYNC は、Ａ／Ｄ変換部１に送られるとともに、ＡＧＣ制御部３に送られる。垂直同期信号VSYNC は、ＡＧＣ制御部３に送られる。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換部１は、ＡＧＣアンプ（可変利得増幅器）４、Ａ／Ｄ変換器５、I2C bus 制御受信部６およびＰＬＬクロック発生回路７を備えている。ＰＬＬクロック発生回路７は、水平同期信号HSYNC に基づいて、水平同期信号HSYNC に同期したサンプリングクロックCLOCK を発生する。
【００１５】
ＡＧＣアンプ４は、I2C bus 制御受信部６からの制御データに応じて利得制御を行う。ＡＧＣアンプ４によって利得制御が行われた映像信号は、Ａ／Ｄ変換器５によってデジタルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換器５から出力されるデジタルデータは、図示しない液晶プロジェクタ内の信号処理回路に送られるとともに、ＡＧＣ制御部３内のデジタルフィルター回路８に送られる。
【００１６】
ＡＧＣ制御部３は、デジタルフィルター回路８、最大ピークレベル検出保持回路９、レベル比較回路１０、ＡＧＣ時定数制御マイコン１１、I2C bus 制御送信部１２、サチュレーション領域検出回路１３およびサチュレーション領域比較回路１４を備えている。
【００１７】
ＡＧＣ時定数制御マイコン１１は、原則的には、映像信号の１画面中の最大ピーク値と予め定められたＡＧＣ調整レベル目標値との差が小さくなるように、ＡＧＣアンプ４を制御する。ＡＧＣ時定数制御マイコン１１は、このような制御を行うための制御データを、I2C bus 制御送信部１２およびI2C bus 制御受信部６を介してＡＧＣアンプ４に与える。さらに、ＡＧＣ時定数制御マイコン１１は、ＡＧＣ制御の時定数をも制御する。
【００１８】
デジタルフィルター回路８は、映像信号中のオーバーシュート成分およびリンギング成分を除去するのに最適なローパスフィルターを構成している。デジタルフィルター回路８は、カットオフ周波数が低く設定されている第１のローパスフィルター手段と、カットオフ周波数が高く設定されている第２のローパスフィルター手段とを備えている。
【００１９】
最大ピークレベル検出保持回路９は、第１のローパスフィルター手段の出力に基づいて、映像信号の１画面中の最大ピーク値（最大ピークレベル）を検出して保持する。保持された最大ピーク値は、レベル比較回路１０に与えられる。レベル比較回路１０には、ＡＧＣ時定数制御マイコン１１からＡＧＣ調整レベル目標値（最大ピークレベルの目標値）と、ＡＧＣ調整レベル下限値（白と認める範囲の最低値）とが与えられている。
【００２０】
レベル比較回路１０は、最大ピーク値とＡＧＣ調整レベル下限値との比較結果に応じて、次式（１）で定義されるpeak＿low ＿limit 信号を出力する。
【００２１】
0003920692.tif 000002
【００２２】
また、レベル比較回路１０は、最大ピーク値とＡＧＣ調整レベル目標値との比較結果に応じて、次式（２）で定義されるpeak＿detect信号を出力する。
【００２３】
0003920692.tif 000003
【００２４】
レベル比較回路１０から出力されるpeak＿low ＿limit 信号およびpeak＿detect信号は、ＡＧＣ時定数制御マイコン１１に送られる。ＡＧＣ時定数制御マイコン１１は、peak＿low ＿limit 信号およびpeak＿detect信号に基づいて、ＡＧＣ制御の時定数を次のように制御する。
【００２５】
（ａ）  peak＿low ＿limit ＝１（ＡＧＣ調整レベル下限値≧最大ピーク値）の場合
この場合には、映像信号中に白と認識すべき明るい領域が存在せず、全体に暗い映像内容であると判断し、ＡＧＣ制御を停止させる。
【００２６】
（ｂ）  peak＿low ＿limit ＝０（ＡＧＣ調整レベル下限値＜最大ピーク値）の場合
この場合には、peak＿detect信号に応じて、ＡＧＣ制御の時定数を次のように設定する。
【００２７】
(i)  peak ＿detect＝２（ＡＧＣ調整レベル目標値＜最大ピーク値）の場合
この場合は、最大ピーク値がＡＧＣ調整レベル目標値を越えているため、ＡＧＣ制御の時定数を短く設定し、短時間で最大ピーク値をＡＧＣ調整レベル目標値に合致させる。
【００２８】
(ii)  peak＿detect＝１（ＡＧＣ調整レベル目標値＝最大ピーク値）の場合
この場合は、最大ピーク値がＡＧＣ調整レベル目標値と一致しているため、ＡＧＣ制御を停止させる。
【００２９】
(iii)   peak＿detect＝０（ＡＧＣ調整レベル目標値＞最大ピーク値）の場合
この場合は、最大ピーク値がＡＧＣ調整レベル下限値とＡＧＣ調整レベル目標値との間にある。このような場合には、映像信号中に本来の白１００％レベルが存在するかどうかを判断できないため、ＡＧＣ制御の時定数を極端に長くすることによって、徐々に最大ピーク値をＡＧＣ調整レベル目標値に近づけていく。
【００３０】
ＡＧＣ時定数制御マイコン１１からI2C bus 制御送信部１２に与えられたＡＧＣ制御データは、I2C bus 制御受信部６を介してＡＧＣアンプ４に与えられ、ＡＧＣアンプ４によって自動利得制御が行われる。
【００３１】
この実施の形態においては、映像信号中のサチュレーション領域を検出することによって、さらに高度な自動利得制御を行っている。
【００３２】
サチュレーション領域検出回路１３は、第２のローパスフィルター手段の出力に基づいて、映像信号の１画面中の輝度サチュレーション領域の面積を検出する。ここで、輝度サチュレーション領域の面積とは、ＡＧＣ調整レベル目標値以上の輝度を持つ画素の総数をいう。そして、サチュレーション領域検出回路１３は、１画面全体での輝度サチュレーション領域の面積をサチュレーション領域比較回路１４に送る。サチュレーション領域比較回路１４には、ＡＧＣ時定数制御マイコン１１からサチュレーション面積基準値が与えられている。
【００３３】
サチュレーション領域比較回路１４は、輝度サチュレーション領域の面積とサチュレーション面積基準値との比較結果に応じて、次式（３）で定義されるpeak＿area＿narrow信号を出力する。
【００３４】
0003920692.tif 000004
【００３５】
サチュレーション領域比較回路１４から出力されるpeak＿area＿narrow信号は、ＡＧＣ時定数制御マイコン１１に送られる。ＡＧＣ時定数制御マイコン１１は、peak＿area＿narrow信号に基づいて、I2C bus 制御送信部１２に与えるＡＧＣ制御の時定数を次のように設定する。
【００３６】
peak＿area＿narrow＝０の場合は、映像信号中の輝度サチュレーション領域が占める面積が大きいので、ＡＧＣ制御の時定数を短くする。
【００３７】
peak＿area＿narrow＝１の場合は、映像信号中の輝度サチュレーション領域が占める面積が小さいので、ＡＧＣ制御の時定数を長くする。
【００３８】
なお、レベル比較回路１０の出力に基づくＡＧＣ制御の時定数制御より、サチュレーション領域比較回路１４の出力に基づくＡＧＣ制御の時定数制御が優先する。
【００３９】
以上のように、映像内容に応じてＡＧＣ制御の時定数を制御することにより、不必要に画面の明るさを変動させるといった不具合が解消され、安定な自動利得制御が実現できる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明によれば、映像信号中のオーバーシュート成分およびリンギング成分が白ピークレベルと誤認識されるのを回避でき、本来の白ピークレベルに基づいて自動利得制御が行えるようになる。
【００４１】
また、この発明によれば、暗いシーン中に微小面積で光る点が輝度サチュレーションを起こしていても、その輝度サチュレーションによって映像全体の輝度レベルが低下するのを回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶プロジェクタに設けられた自動利得制御回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  Ａ／Ｄ変換部
２  同期分離部
３  ＡＧＣ制御部
４  ＡＧＣアンプ
５  Ａ／Ｄ変換器
６  I2C bus 制御受信部
８  デジタルフィルター回路
９  最大ピークレベル検出保持回路
１０  レベル比較回路
１１  ＡＧＣ時定数制御マイコン
１２  I2C bus 制御送信部
１３  サチュレーション領域検出回路
１４  サチュレーション領域比較回路
【図１】
0003920692.tif 000005