(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム巡回型フィルタ回路を使用し、入力映像信号中のノイズ量に応じてフレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像信号処理回路において、前記入力映像信号から取り出された同期信号の乱れの量を検出し、その乱れの量に基づいて前記フレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像劣化検出回路を具備し、
前記映像劣化検出手段は、前記同期信号の周期を算出し、その値と本来の規格値との差を求める動作を所定回数行い、この所定回数の動作中における前記差の最大値を前記同期信号の乱れの量として検出することを特徴とする映像信号処理回路。
【請求項２】
フレーム巡回型フィルタ回路を使用し、入力映像信号中のノイズ量に応じてフレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像信号処理回路において、前記入力映像信号から取り出された同期信号の乱れの量を検出し、その乱れの量に基づいて前記フレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像劣化検出回路を具備し、
前記映像劣化検出手段は、前記同期信号の周期を算出し、その値と本来の規格値との差を求める動作を所定回数行い、この所定回数の動作中における前記差の最大値と最小値の中間値を前記信号の乱れの量として検出することを特徴とする映像信号処理回路。
【請求項３】
フレーム巡回型フィルタ回路を使用し、入力映像信号中のノイズ量に応じてフレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像信号処理回路において、前記入力映像信号から取り出された同期信号の乱れの量を検出し、その乱れの量に基づいて前記フレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像劣化検出回路を具備し、
前記映像劣化検出手段は、前記同期信号の周期を算出し、その値と本来の規格値との差を求める動作を所定回数行い、この所定回数の動作中における前記差の平均値を前記乱れの量として検出することを特徴とする映像信号処理回路。
【請求項４】
前記映像劣化検出手段は、前記乱れの量の変化量を検出し、その変化量が所定のしきい値以上であるときに、前記フレーム巡回型フィルタ係数の値を大きい値に制御する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
フレーム巡回型フィルタ回路を使用し、入力映像信号中のノイズ量に応じてフレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像信号処理回路において、前記入力映像信号から取り出された同期信号の周期を検出し、その値と本来の規格値との差が所定のしきい値以上であるときに、前記フレーム巡回型フィルタ係数を大きい値に制御する映像劣化検出手段を具備することを特徴とする映像信号処理回路。
【請求項６】
前記映像劣化検出手段は、前記同期信号として水平同期信号を使用する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
前記映像劣化検出手段は、前記同期信号として垂直同期信号を使用する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
前記映像劣化検出手段は、前記同期信号として水平同期信号と垂直同期信号を併用する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ受信機に使用する映像信号処理回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車載用テレビ受信機では、移動環境によっては受信電界の急変が発生し、表示映像を著しく劣化する場合がある。これに対し、より見やすい表示映像を得るために、従来より、フレーム巡回型フィルタ回路を使用した映像信号処理回路が提案されている。
【０００３】
図１は、従来のフレーム巡回型フィルタ回路を使用した映像信号処理回路を示す。
図示の映像信号処理回路は、テレビチューナ１が出力したビデオ信号から、フレームメモリ２に記憶され１フレーム分遅延されたビデオ信号を減算し、得られたフレーム間差信号を出力ビデオ信号として用いる。
【０００４】
フレーム間差信号を生成するためのフィルタ係数Ｋ−１，Ｋは、テレビチューナ１内の受信電界強度とともに変化するＩＦ−ＡＧＣ電圧に応じて適応制御される。ＩＦ−ＡＧＣ信号はＡ／Ｄ変換され、そのディジタルデータによって、係数ＲＡＭ３に書き込まれたフィルタ係数Ｋ−１，Ｋが読み出される。係数ＲＡＭ３には、予めＣＰＵ４によってフィルタ係数が書き込まれている。
【０００５】
受信電界強度が低下し、ビデオ信号の劣化が大きくなると係数Ｋが大きく制御され、１フレーム前のビデオ信号の影響が大きくなる。これにより、出力ビデオ信号からノイズの影響を低減し、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。また、受信電界強度が強くなり、ビデオ信号の劣化が小さいと係数Ｋが小さく制御され、最新のビデオ信号の影響が強い出力ビデオ信号となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、ビデオ信号の劣化の程度を検出するためにＩＦ−ＡＧＣ電圧を用いている。しかしながら、ＩＦ段回路のＡＧＣ応答特性により検出遅れが生じるという問題があった。また、ＩＦ−ＡＧＣ電圧は弱電界時にのみ応答するため、例えば、中、弱電界状態でのマルチパスによる映像劣化に対してはフレーム巡回型フィルタ係数が制御されず、ノイズ除去効果が得られない場合があった。さらに、ＩＦ−ＡＧＣ電圧をディジタル化するためのＡ／Ｄ変換器５を必要とするという問題があった。
【０００７】
本発明は、フレーム巡回型フィルタ回路を使用する映像信号処理回路において、ビデオ信号を劣化させる電界の変動を、簡単な構成で精度良く検出して、より見やすい表示映像を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。本発明は、フレーム巡回型フィルタ回路を使用し、入力映像信号中のノイズ量に応じてフレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像信号処理回路において、前記入力映像信号から取り出された同期信号の乱れの量を検出し、その乱れの量に基づいて前記フレーム巡回型フィルタ係数を制御する映像劣化検出回路を設ける。なお、同期信号としては、水平同期信号と垂直同期信号の一方を使用することができ、また、両方の信号を併用することもできる。
【０００９】
本発明では、映像信号の劣化を同期信号の乱れから検出して、フレーム巡回型フィルタ係数を制御する。この同期信号の乱れは、同期信号とシステムクロックとのずれを検出することで簡単に検出でき、また、検出遅れも発生しない。
本発明によれば、電界変動の検出遅れをほとんど無くすことができるため、映像劣化時の補正精度が向上する。また、同期信号の乱れを検出しているため、中、強電界状態でのマルチパスによる映像劣化に対してもノイズ除去効果が得られる。さらに、ＩＦ−ＡＧＣ電圧を使用しないため、Ａ／Ｄ変換器が不要となる。
【００１０】
また、本発明は、同期信号の乱れが急激に変動したことを検出した場合は、急激な映像劣化が発生したと判断して、ＳＮ改善率を大きくして（例えばＫ＝０．９）、表示映像の急激な劣化を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図を用いて説明する。
図２は、本発明を適用したフレーム巡回型フィルタ回路を使用した映像処理回路を示す。
テレビチューナ１で検波・増幅して取り出したビデオ信号（コンポジットビデオ信号）から、フレームメモリ２に記憶されたビデオ信号が減算される。フレームメモリ２には１フレーム遅延したビデオ信号が記憶されている。テレビチューナ１からのビデオ信号は係数回路６によりフィルタ係数１−Ｋが掛けられ、フレームメモリ２からのビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器５によりディジタル化され、係数回路１０によりフィルタ係数Ｋが掛けられる。両信号は加算器７で加算されて、映像信号処理回路のビデオ信号として出力され、また、フレームメモリ２に１フレーム前の映像信号として記憶される。
【００１２】
現行ＮＴＳＣ方式のテレビ信号は、フレーム間の相関が非常に高く、一方、ノイズは相関がない。このため、最新の映像と１フレーム前の映像を合成することで、フレーム間にランダムに現れるノイズの影響を低減してＳ／Ｎ比を大幅に改善することができる。図示の回路の理論的ＳＮ改善率は、１０ｌｏｇ｛（１＋Ｋ）／（１−Ｋ）｝ｄＢである。この式から明らかなように、ビデオ信号の劣化度合いが大きい場合は係数Ｋを大きく、劣化度合いが小さい場合は係数Ｋを小さくすることによりＳＮ改善率を高くすることができる。なお、本方式では係数Ｋを大きくした場合には、逆に残像が発生することとなるが、人間の視覚特性上、Ｓ／Ｎ比の悪い（ノイズの多い）表示映像では残像を感じ難くなる。
【００１３】
ＳＮ改善率を決定するフィルタ係数１−Ｋ，Ｋは、同期信号の乱れ（ふらつき）に応じて映像劣化検出回路８により制御される。映像劣化検出回路８には、テレビチューナ１から出力されたビデオ信号から同期分離回路９、ＡＦＣ回路１１により処理されて取り出された同期信号が入力される。同期信号としては、水平同期信号ＨＤと垂直同期信号ＶＤの一方を使用し、または、両信号を併用する。
【００１４】
映像劣化検出回路８には、ビデオ信号からバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２と自動位相制御回路（ＡＰＣ）１３により処理され取り出された４逓倍クロック（周波数４ｆｓｃ）が入力される。ＢＰＦ１２は、ビデオ信号から３．５８ＭＨｚ成分（色信号）のみ通過させてカラーバースト成分を取り出す。ＡＦＣ回路１１により処理したバースト信号挿入位置タイミング（ＢＧＰ（バーストゲートパルス））でＡＰＣ１３を動作させる。これにより、カラーバースト信号に位相ロックした４逓倍クロックが生成される。この４逓倍クロックが基本クロック（４ｆｓｃ）として動作する。
【００１５】
ＮＴＳＣ放送規格ではカラーバースト信号の周波数ｆｓｃと水平同期信号ＨＤの周波数ｆｈ及び垂直同期信号ＶＤの周波数ｆｖの周波数関係が以下のように厳密に規定されている。
ｆｓｃ＝４５５／２×ｆｈ  →  ４ｆｓｃ＝９１０×ｆｈ
ｆｈ  ＝５２５／２×ｆｖ  →  ４ｆｓｃ＝９１０×２６２．５×ｆｖ
映像劣化検出回路８は、ＡＦＣ処理された水平同期信号ＨＤ（ｆｈ）及び／又は垂直同期信号ＶＤ（ｆｖ）が、規格値である基本クロック（４ｆｓｃ）からどれ程のバラツキがあるかを検出し、又は、水平同期信号ＨＤ／垂直同期信号ＶＤ自体の周波数の変動から受信電界を検出して、フィルタ係数１−Ｋ，Ｋを制御する。
【００１６】
〔実施例１〕
映像劣化検出回路８の実施例について以下説明する。なお、以下の説明では、同期信号として水平同期信号ＨＤを使用する例を説明するが、垂直同期信号ＶＤを使用することも可能である。
図３は、映像劣化検出回路８の第１の例を示し、図４は、各信号のタイミングを示す。
【００１７】
水平同期信号ＨＤがＮ進カウンタ１４に入力される。なお、Ｎは２以上の整数である。基本クロック（４ｆｓｃ）がカウンタ１５に入力される。Ｎ進カウンタ１４は、水平同期信号ＨＤをＮ個カウントすると、カウンタ１５をリセットする。カウンタ１５が算出した、基本クロック（４ｆｓｃ）のＮ周期分のカウント値とメモリ１６に記録された規定値（９１０×Ｎ）との差が、減算器１７により求められる。この差の値は、水平同期信号ＨＤの乱れ（ふらつき）、受信電界強度の劣化の度合い、ノイズ量を表す。
【００１８】
差の値は、絶対値回路（ＡＢＳ）１８により絶対値化され、Ｍ個用意されたラッチ１９に記録される。なお、Ｍは、２以上の整数である。Ｍ個のラッチ１９には、カウンタ１５のリセットごとに、順次、絶対値化された差の値が記録されていく。最大値検出回路２１は、Ｍ回の動作で得られ、各ラッチ１９に記録された差の値の中から最大値を取り出す。この差の最大値がノイズ量として検出され、このノイズ量に応じて係数ＲＡＭ３からフィルタ係数１−Ｋ，Ｋの読み出し処理が行われる。
【００１９】
水平同期信号ＨＤに代えて垂直同期信号ＶＤを使用する場合は、規定値として９１０×Ｎの代わりに９１０×２６２．５×Ｎが使用される。
〔実施例２〕
図５は、映像劣化検出回路８の第２の例を示す。
本例においては、Ｎ進カウンタ１４から最大値検出回路２１までの回路構成は、上述の実施例１の図３と同様である。本例では、更に最小値検出回路２２が設けられ、Ｍ個のラッチ１９に記録された差の値から最小値を取り出す。最大値検出回路２１と最小値検出回路２２の出力は加算器７で加算され、係数回路２７で１／２倍される。これにより、Ｍ回の動作で得られた差の値の中間値が得られる。本例では、差の値の中間値がノイズ量として検出される。
【００２０】
本例においても、実施例１と同様に、水平同期信号ＨＤの代わりに垂直同期信号ＶＤの乱れから受信電界強度の劣化を検出することができる。
〔実施例３〕
図６は、映像劣化検出回路８の第３の例を示す。
本例においては、Ｎ進カウンタ１４からラッチ１９までの回路構成は、上述の実施例１の図３と同様である。本例では、平均値回路２３が設けられ、Ｍ個のラッチ１９に記録された差の値の平均値を取り出す。これにより、Ｍ回の動作で得られた差の値の平均値が得られる。本例では、差の値の平均値がノイズ量として検出される。
【００２１】
本例においても、水平同期信号ＨＤの代わりに垂直同期信号ＶＤの乱れから受信電界強度の劣化を検出することができる。
〔実施例４〕
図７は、映像劣化検出回路８の第４の例を示し、図８は、各信号のタイミングを示す。
【００２２】
本例においては、Ｎ進カウンタ１４から最大値検出回路２１までの回路構成は、上述の実施例１の図３と同様である。本例では、最大値検出回路２１の出力が、ラッチ２４と減算器７に入力される。減算器７では、最大値検出回路２１から出力された今回の差の最大値と、ラッチ２４に記録された前回の差の最大値との差をとる。この差の値は、水平同期信号ＨＤの乱れの値の前回の動作と今回動作の間の変動値となる。この変動値が大きいことは、受信電界が急変したことを意味する。減算器７の出力は、絶対値回路２５により絶対値化され、比較器２６に入力される。比較器２６では、メモリ２８に記憶された所定のしきい値と比較される。変動値がしきい値以上となると、受信電界の急変が検出されたこととなり、係数ＲＡＭ３から大きなフィルタ係数が選択される。
【００２３】
このように受信電界強度が急変する場合、つまり、弱電界から強電界への推移又はその逆の推移がある場合は、表示映像が大きく劣化する。例えば、入力映像信号が無い場合、極端な弱電界状態の場合、マルチパス等の影響で同期成分のみが欠落した場合には、表示映像は同期乱れと映像乱れが同時に発生し、非常に見難くなる。このような受信条件下ではＡＦＣ処理された水平同期信号ＨＤはフリーラン状態となり、ある周波数での自己発信状態となる。このような状態が差の値の変動値が所定のしきい値以上であることで検出される。本例では、これを検出すると、例えばフィルタ係数Ｋ＝０．９とすることによりＳ／Ｎ比改善率を大きくする。
【００２４】
本例においても、水平同期信号ＨＤの代わりに垂直同期信号ＶＤの乱れから受信電界強度の劣化を検出することができる。
〔実施例５〕
図９は、映像劣化検出回路８の第５の例を示す。
本例においては、Ｎ進カウンタ１４から係数回路２７で差の値の中間値を得るまでの回路構成は、前述の実施例２の図５と同様である。また、ラッチ２４、減算器７以降の回路構成は前述の実施例４の図７と同様である。本例では、差の値の中間値の変動値がしきい値以上となると、受信電界の急変が検出されたこととなる。
【００２５】
本例においても、水平同期信号ＨＤの代わりに垂直同期信号ＶＤの乱れから受信電界強度の劣化を検出することができる。
〔実施例６〕
図１０は、映像劣化検出回路８の第６の例を示す。
本例においては、Ｎ進カウンタ１４から平均値回路２１で差の値の平均値を得るまでの回路構成は、前述の実施例３の図６と同様である。また、ラッチ２４、減算器７以降の回路は前述の実施例４の図７と同様である。本例では、差の値の平均値の変動値がしきい値以上となると、受信電界の急変が検出されたこととなる。
【００２６】
本例においても、水平同期信号ＨＤの代わりに垂直同期信号ＶＤの乱れから受信電界強度の劣化を検出することができる。
〔実施例７〕
図１１は、映像劣化検出回路８の第７の例を示す。
本例においては、Ｎ進カウンタ１４から絶対値回路１８で差の値を絶対値化するまでの回路構成は、前述の実施例１の図３と同様である。絶対値化された差の値が、水平同期信号ＨＤの値の前回の動作と今回の動作の間の変動値となる。この変動値はラッチ１９に記録され、カウンタ１５のリセットごとに比較器２６でしきい値と比較される。変動値がしきい値以上となると、前述の実施例４〜６と同様に、係数ＲＡＭ３から大きなフィルタ係数が選択される。
【００２７】
本例においても、水平同期信号ＨＤの代わりに垂直同期信号ＶＤの乱れから受信電界強度の劣化を検出することができる。
〔実施例８〕
図１２は、映像劣化検出回路８の第８の例を示す。
受信条件によっては、水平同期信号ＨＤのみが劣化する場合と、その逆の垂直同期信号ＶＤのみが劣化する場合と、両同期信号共に劣化する場合がある。実際に表示映像が乱れるのは、水平／垂直同期信号が共に劣化する場合である。この大きな同期乱れ及び映像劣化が発生することを検出するため、水平同期信号ＨＤの乱れ検出と垂直同期信号ＶＤの乱れ検出を併用することで、より精度の高い映像劣化検出回路を構成することができる。
【００２８】
本例においては、水平同期信号ＨＤの乱れからノイズ量を検出する第１の回路３１と、垂直同期信号ＶＤの乱れからノイズ量を検出する第２の回路３２が設けられる。第１の回路３１としては、実施例１の図３に示した映像劣化検出回路が使用される。第２の回路３２としては、実施例１で説明した、水平同期信号ＨＤの代わりに垂直同期信号ＶＤによる映像劣化検出回路が使用される。
【００２９】
両回路３１，３２の各出力が、加算器７により加算され、この加算値が合成ノイズ量として出力される。この合成ノイズ量に応じて係数ＲＡＭ３からフィルタ係数１−Ｋ，Ｋの読み出し処理が行われる。
本例の変形例として、実施例２の図５に示した映像劣化検出回路を第１の回路３１とし、実施例２で説明した、垂直同期信号ＶＤを使用する映像劣化検出回路を第２の回路３２とすることができる。同様に、実施例３の図６に示した映像劣化検出回路を第１の回路３１とし、実施例３で説明した、垂直同期信号ＶＤを使用する映像劣化検出回路を第２の回路３２とすることもできる。
【００３０】
〔実施例９〕
図１３は、映像劣化検出回路８の第９の例を示す。
本例においては、水平同期信号ＨＤにより受信電界の急変を検出したときにＳＮ改善率を大きくする第１の回路３３と、垂直同期信号ＶＤにより受信電界の急変を検出したときにＳＮ改善率を大きくする第２の回路３４が設けられる。第１の回路３３としては、実施例４の図７に示した映像劣化検出回路が使用される。第２の回路３４としては、実施例４で説明した垂直同期信号ＶＤを使用する映像劣化検出回路が使用される。
【００３１】
第１及び第２の回路３３、３４の出力は、オア回路３５とアンド回路３６に出力される。回路３３、３４の両方が出力をしたときは、アンド回路３６の出力によりＳＮ改善率を最大に制御する。回路３３、３４の一方のみの出力のときは、オア回路３５の出力によりＳＮ改善率を最大値よりは小さい程度に大きく制御する。
【００３２】
本例の変形例として、実施例５の図９に示した映像劣化検出回路を第１の回路３３とし、実施例５で説明した垂直同期信号ＶＤを使用する映像劣化検出回路を第２の回路３４とすること、実施例６の図１０に示した映像劣化検出回路を第１の回路３３とし、実施例６で説明した垂直同期信号ＶＤを使用する映像劣化検出回路を第２の回路３４とすること、実施例７の図１１に示した映像劣化検出回路を第１の回路３３とし、実施例７で説明した、垂直同期信号ＶＤを使用する映像劣化検出回路を第２の回路３４とすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、フレーム巡回型フィルタ回路を使用する映像信号処理回路において、ビデオ信号を劣化させる電界の変動を、簡単な構成で精度良く検出して、より見やすい表示映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフレーム巡回型フィルタ構成を示す図。
【図２】本発明を適用したフレーム巡回型フィルタ構成を示す図。
【図３】図２における映像劣化検出回路の第１の実施例を示す図。
【図４】図３の回路の動作のタイミングを示す図。
【図５】図２における映像劣化検出回路の第２の実施例を示す図。
【図６】図２における映像劣化検出回路の第３の実施例を示す図。
【図７】図２における映像劣化検出回路の第４の実施例を示す図。
【図８】図７の回路の動作のタイミングを示す図。
【図９】図２における映像劣化検出回路の第５の実施例を示す図。
【図１０】図２における映像劣化検出回路の第６の実施例を示す図。
【図１１】図２における映像劣化検出回路の第７の実施例を示す図。
【図１２】図２における映像劣化検出回路の第８の実施例を示す図。
【図１３】図２における映像劣化検出回路の第９の実施例を示す図。
【符号の説明】
１…テレビチューナ
２…フレームメモリ
３…係数ＲＡＭ
４…ＣＰＵ
５…Ａ／Ｄ変換器
６…係数回路
７…加算器
８…映像劣化検出回路
９…同期分離回路
１０…係数回路
１１…ＡＦＣ
１２…ＢＰＦ
１３…ＡＰＣ
１４…Ｎ進カウンタ
１５…カウンタ
１６…メモリ
１７…減算器
１８…ＡＢＳ
１９…ラッチ
２１…最大値検出回路
２２…最小値検出回路
２３…平均値回路
２４…ラッチ
２５…絶対値回路
２６…比較器
２７…係数回路
２８…メモリ
３１…第１の回路
３２…第２の回路
３３…第１の回路
３４…第２の回路
３５…オア回路
３６…アンド回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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