(57)【要約】【課題】レベル検出タイミング信号のタイミングのずれにも対応したクランプ処理を行うことを可能とする。【解決手段】レベル検出タイミング信号に応じたタイミングで映像信号の信号強度をペデスタルレベルとして検出するペデスタルレベル検出部２０と、検出されたペデスタルレベルが所定の信号強度範囲内にあれば、検出されたペデスタルレベルで映像信号をクランプして出力し、検出されたペデスタルレベルが信号強度範囲外にあれば、検出されたペデスタルレベルで映像信号をクランプせずに出力するクランプ部１０４と、を備えることにより上記課題を解決できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号のペデスタルレベルをクランプするクランプ回路であって、
レベル検出タイミング信号に応じたタイミングで前記映像信号の信号強度をペデスタルレベルとして検出し、
前記検出されたペデスタルレベルが所定の信号強度範囲内にあれば、前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプして出力し、
前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外にあれば、前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプせずに出力することを特徴とするクランプ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のクランプ回路であって、
前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外であった場合、前記信号強度範囲をより狭く設定し、
前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内であった場合、前記信号強度範囲をより広く設定することを特徴とするクランプ回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のクランプ回路であって、
前記レベル検出タイミング信号に応じたタイミングで前記映像信号の信号強度をペデスタルレベルとして検出するペデスタルレベル検出部と、
前記検出されたペデスタルレベルと目標クランプレベルとの差分に応じてペデスタルレベル補正値を生成して出力する補正値生成部と、
前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあるか否かを判定し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあれば、前記ペデスタルレベル補正値を用いて前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプして出力し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外にあれば、前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプせずに出力するクランプ部と、
を備えることを特徴とするクランプ回路。
【請求項４】
請求項３に記載のクランプ回路であって、
前記クランプ部は、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外であった場合、前記信号強度範囲をより狭く設定し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内であった場合、前記信号強度範囲をより広く設定することを特徴とするクランプ回路。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のクランプ回路であって、
前記補正値生成部は、
前記検出されたペデスタルレベルと前記目標クランプレベルとの差分を算出する第１の加算器と、
前記第１の加算器からの出力信号と前記ペデスタルレベル補正値との差分を算出して出力する第２の加算器と、
前記第２の加算器からの出力信号を１／ｘ（ｘは所定の値）にして出力する乗算アンプと、
前記乗算アンプからの出力信号と前記ペデスタルレベル補正値との和を算出して出力する第３の加算器と、
所定のタイミングで前記第３の加算器からの出力信号を格納及び保持して前記ペデスタルレベル補正値として出力するレジスタと、
を備えることを特徴とするクランプ回路。
【請求項６】
請求項５に記載のクランプ回路であって、
前記クランプ部は、
前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあるか否かを判定し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあれば前記ペデスタルレベル補正値を出力し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外にあれば前記ペデスタルレベル補正値を出力しないクランプ判定部と、
前記映像信号と前記クランプ判定部からの出力信号との和を算出して出力する加算器と、
を備えることを特徴とするクランプ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号の基準レベルのクランプ等に用いられるクランプ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する際、アナログ映像信号のペデスタルレベルを変換処理の基準レベルとして所定のビット長のデジタル映像信号に変換する処理が行われる。このとき、アナログ映像信号のペデスタルレベル（黒レベル）を基準レベルとしてクランプするクランプ回路が利用される。
【０００３】
通常、アナログ信号のビデオ信号をデジタル信号に変換する場合、上記のようにビデオ信号のクランプ処理を行ったうえでデジタル化処理が施される。しかしながら、一般的にアナログ回路を構成する部品は周辺温度の変化に伴って特性が変化するので、経時的にペデスタルレベルのクランプ値にも変動が生じ、映像中に黒く浮いたラインが発生したり、黒く潰れたラインが発生したり問題が生ずる。そこで、アナログでのクランプ処理の後にデジタルでのクランプ処理を再度行うことにより、経時的な変動による影響を低減する処理が行われている。
【０００４】
従来のデジタルクランプ回路は、図８に示すように、ペデスタルレベル検出部１０、ノイズ低減部１２及び加算器１４，１６を含んで構成される。ペデスタルレベル検出部１０は、入力信号であるビデオ信号に含まれる水平同期信号をレベル検出タイミング信号として、レベル検出タイミング信号に応じて水平シンク領域の電圧レベルを１水平ライン毎に検出する。
【０００５】
ノイズ低減部１２は、乗算器１２ａ，１２ｂ、加算器１２ｃ及びラインメモリ１２ｄを含んで構成される。乗算器１２ａは、ペデスタルレベル検出部１０で検出された信号に対して１−Ｇ（Ｇは０以上１以下の定数）を乗算して出力する。乗算器１２ｂは、ラインメモリ１２ｄから出力される信号に対してＧを乗算して出力する。乗算器１２ａ及び１２ｂから出力された信号は加算器１２ｃによって加算される。すなわち、加算器１２ｃの出力信号は、現在の水平ラインのビデオ信号のペデスタルレベルを１−Ｇで重み付けした値と、過去のビデオ信号の基準レベルをＧで重み付けした値とを加重加算したものとなる。加算器１２ｃの出力信号は、ラインメモリ１２ｄに格納及び保持されると共に加算器１４へ出力される。このように、加重加算処理を行うことによって水平ライン間における基準レベルの急激な変動を抑制することができる。
【０００６】
加算器１４は、外部からクランプの目標値となる目標クランプレベルを受けて、ノイズ低減部１２からの出力信号から目標クランプレベルを引いた差分値を演算して加算器１６へ出力する。加算器１６は、入力ビデオ信号から加算器１４の出力信号を引いた差分値を演算して出力する。このようにして、ペデスタルレベルを略一定に維持したビデオ信号を得ることを可能としている。
【０００７】
また、基準レベルが急激に変動すると、映像中に周辺ラインよりも輝度が急激に変動したラインが表示される横引きノイズが発生する場合があるが、加重加算処理を行うことによって水平ライン間における基準レベルの急激な変動を抑制することで横引きノイズも抑制することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１７４４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図９に示すように、レベル検出タイミング信号を受けるタイミングがなんらかの原因でずれてしまうと、本来のペデスタルレベルと異なるレベルをペデスタルレベルとして検出してしまい、その誤ったペデスタルレベルに合わせて映像信号がクランプされてしまう場合がある。このように映像信号が誤ったレベルにクランプされた場合、そのレベルに合わせて映像信号のダイナミックレンジが調整されてしまうため、映像のダイナミックレンジが小さくなり、映像が白や黒につぶれてしまう可能性があった。
【００１０】
そこで、本発明は、より最適なクランプ処理を実現できるクランプ回路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】
【００１１】
本発明は、映像信号のペデスタルレベルをクランプするクランプ回路であって、レベル検出タイミング信号に応じたタイミングで前記映像信号の信号強度をペデスタルレベルとして検出し、前記検出されたペデスタルレベルが所定の信号強度範囲内にあれば、前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプして出力し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外にあれば、前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプせずに出力することを特徴とする。
【００１２】
例えば、前記レベル検出タイミング信号に応じたタイミングで前記映像信号の信号強度をペデスタルレベルとして検出するペデスタルレベル検出部と、前記検出されたペデスタルレベルと目標クランプレベルとの差分に応じてペデスタルレベル補正値を生成して出力する補正値生成部と、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあるか否かを判定し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあれば、前記ペデスタルレベル補正値を用いて前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプして出力し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外にあれば、前記検出されたペデスタルレベルで前記映像信号をクランプせずに出力するクランプ部と、を備える構成としてもよい。
【００１３】
より具体的には、前記補正値生成部は、前記検出されたペデスタルレベルと前記目標クランプレベルとの差分を算出する第１の加算器と、前記第１の加算器からの出力信号と前記ペデスタルレベル補正値との差分を算出して出力する第２の加算器と、前記第２の加算器からの出力信号を１／ｘ（ｘは所定の値）にして出力する乗算アンプと、前記乗算アンプからの出力信号と前記ペデスタルレベル補正値との和を算出して出力する第３の加算器と、所定のタイミングで前記第３の加算器からの出力信号を格納及び保持して前記ペデスタルレベル補正値として出力するレジスタと、を備える構成とすることができる。
【００１４】
さらに、前記クランプ部は、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあるか否かを判定し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内にあれば前記ペデスタルレベル補正値を出力し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外にあれば前記ペデスタルレベル補正値を出力しないクランプ判定部と、前記映像信号と前記クランプ判定部からの出力信号との和を算出して出力する加算器と、を備える構成としてもよい。
【００１５】
また、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外であった場合、前記信号強度範囲をより狭く設定し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内であった場合、前記信号強度範囲をより広く設定することが好適である。
【００１６】
例えば、前記クランプ部において、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲外であった場合、前記信号強度範囲をより狭く設定し、前記検出されたペデスタルレベルが前記信号強度範囲内であった場合、前記信号強度範囲をより広く設定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レベル検出タイミング信号のタイミングのずれにも対応したクランプ処理を行うことを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態におけるクランプ回路１００は、図１に示すように、ペデスタルレベル検出部２０、水平同期検出部２２、加算器２４、加算器２６、乗算アンプ２８、加算器３０、レジスタ３２、クランプ判定部３４、閾値設定部３６及び加算器３８を含んで構成される。加算器２４、加算器２６、乗算アンプ２８、加算器３０及びレジスタ３２は補正値生成部１０２を構成する。また、クランプ判定部３４、閾値設定部３６及び加算器３８はクランプ部１０４を構成する。
【００１９】
本実施形態におけるクランプ回路１００は、ペデスタルレベル検出部２０により映像信号のペデスタルレベルを検出し、加算器２４、加算器２６、乗算アンプ２８、加算器３０、レジスタ３２によりペデスタルレベルの補正値を求める。また、クランプ判定部３４により、検出されたペデスタルレベルがペデスタルレベルとして正しい値の範囲になっているか否かを判定し、それにより検出されたペデスタルレベルで映像信号をクランプするか否かを切り替える処理を行う。
【００２０】
ペデスタルレベル検出部２０は、入力端子から入力されるビデオ信号（映像信号）ＳINを受けて、ビデオ信号ＳINのペデスタルレベルＬBを検出して出力する。ペデスタルレベル検出部２０の前段にはアナログ／デジタル変換部が設けられており、ペデスタルレベル検出部２０にはデジタル化されたビデオ信号が入力される。
【００２１】
図２及び図３に、デジタル化された一般的なビデオ信号ＳINの構成を示す。図２は１フィールド分のビデオ信号ＳINの構成を示し、図３は１水平ライン分のビデオ信号ＳINの構成を示している。図２及び図３に示すように、ビデオ信号ＳINは、垂直同期期間ＴV、水平ブランキング期間ＴH及び映像信号期間ＴSを含んで構成される。なお、図２及び図３では説明を明確にするために実際のビデオ信号ＳINの各期間の比率を変えて表している。
【００２２】
水平同期検出部２２は、デジタル化されたビデオ信号ＳINを受けて、ビデオ信号ＳINに含まれる各水平ラインの水平ブランキング期間ＴHから水平同期期間ＴSYNCを検出し、水平同期期間ＴSYNCが検出されたタイミングでペデスタルレベル検出部２０へ水平同期信号ＨSYNCを出力する。水平同期検出部２２は、比較器等を含む一般的な水平同期検出回路により構成することができる。
【００２３】
ペデスタルレベル検出部２０は、水平同期検出部２２から水平同期信号ＨSYNCを受けて、各水平ラインの信号に含まれる水平ブランキング期間ＴHからペデスタルレベルＬBを検出して出力する。ペデスタルレベル検出部２０は、次に新たな水平ラインに対するペデスタルレベルＬBが検出されるまでペデスタルレベルＬBを出力し続ける。ここで、水平同期信号ＨSYNCがレベル検出タイミング信号に相当する。
【００２４】
ペデスタルレベルＬB及び水平同期期間ＴSYNCの検出処理は、比較器及び微分器を含む回路によって実現できる。例えば、図４に示すように、比較器の基準電圧をペデスタルレベルＬBよりも僅かに低い電圧に設定しておき、ペデスタルレベルＬBよりも低い電位を有する水平同期期間ＴSYNCを抽出し、水平同期期間ＴSYNCだけ立ち上がる同期パルス信号ＳSYNCを生成する。そして、微分器等を用いて同期パルス信号ＳSYNCがローレベルからハイレベルとなるタイミングを抽出して、そのタイミングで水平同期信号ＨSYNCを生成することができる。また、所定の周波数（例えば、７４．２５ＭＨｚや５４ＭＨｚ）のシステムクロックに基づいて、同期パルス信号ＳSYNCがローレベルからハイレベルとなるタイミングからシステムクロックをカウントし、カウント数がペデスタルレベルＬBを示す期間に相当する値になった時点の入力信号の値をペデスタルレベルＬBとする。
【００２５】
加算器２４は、予め定められている目標クランプレベルからペデスタルレベル検出部２０の出力値（ペデスタルレベルＬB）を減算した出力信号Ｓ１を加算器２６へ出力する。目標クランプレベルとは、クランプ回路１００からの出力信号のペデスタルレベルを合わせるための目標値である。目標クランプレベルは、例えば、レジスタ（図示しない）等に保持しておくことが好適である。出力信号Ｓ１は、図５に示すように、目標クランプレベルと検出されたペデスタルレベルとの差を表す。
【００２６】
加算器２６は、加算器２４の出力信号の値からレジスタ３２の出力信号Ｓ４の値を減算して乗算アンプ２８へ出力する。レジスタ３２の出力信号Ｓ４は、後述するように、現在入力されている映像信号に対するペデスタルレベルの補正値である。したがって、加算器２６の出力信号Ｓ２は、図５に示すように、現在入力されている映像信号から検出されたペデスタルレベルと目標クランプレベルとの差である出力信号Ｓ１から現在入力されている映像信号のペデスタルレベルの補正値を引いた値となる。乗算アンプ２８は、加算器２６の出力信号Ｓ２の値に時定数１／ｘを乗算して加算器３０へ出力する。
【００２７】
加算器３０は、図５に示すように、乗算アンプ２８の出力信号とペデスタルレベルの補正値とを加算して出力信号Ｓ３をレジスタ３２へ出力する。レジスタ３２は、水平同期検出部２２から水平同期信号ＨSYNCを更新信号として受けて、水平同期信号ＨSYNCを受信したタイミングに同期させて加算器３０の出力信号Ｓ３をメモリに保持して出力する。レジスタ３２は、格納及び保持した値を新たなペデスタルレベルの補正値である出力信号Ｓ４として出力する。
【００２８】
クランプ判定部３４は、ペデスタルレベル検出部２０において検出されたペデスタルレベルＬBを受けて、そのペデスタルレベルＬBが所定の信号強度範囲Ｄ内であるか否かを判定する。信号強度範囲Ｄは、閾値設定部３６により設定される。コンパレータ３４ａは、図６に示すように、入力されるビデオ信号ＳINにおいてペデスタルレベルＬBが変動するであろうと予測される信号範囲を判断基準の信号強度範囲Ｄとし、検出されたペデスタルレベルＬBが信号強度範囲Ｄ内にあるか否かを判定する。
【００２９】
クランプ判定部３４は、切替スイッチ３４ｂにより、ペデスタルレベルＬBが信号強度範囲Ｄ内であればレジスタ３２から受けたペデスタルレベルの補正値を加算器３８に出力し、ペデスタルレベルＬBが信号強度範囲Ｄ外であればペデスタルレベルの補正値を加算器３８に出力しない。
【００３０】
例えば、図９に示すように、なんらかの原因で水平同期検出部２２において水平同期信号ＨSYNCのタイミングがずれ、水平同期期間ＴSYNCの信号レベルがペデスタルレベルＬBとして検出された場合、そのペデスタルレベルＬBが信号強度範囲Ｄの外であればペデスタルレベルの補正値を加算器３８に出力しない。
【００３１】
加算器３８は、入力されている映像信号にクランプ判定部３４の出力信号Ｓ５を加算して出力する。ペデスタルレベルＬBが信号強度範囲Ｄ内であれば、出力信号Ｓ５は現在入力されている映像信号に対するペデスタルレベルの補正値であるので、クランプ回路１００からはペデスタルレベルを補正された映像信号ＳOUTが出力される。一方、ペデスタルレベルＬBが信号強度範囲Ｄ外であれば、出力信号Ｓ５はペデスタルレベルの補正値は出力されず、クランプ回路１００からは入力された映像信号ＳOUTが補正されることなく出力される。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、検出されたペデスタルレベルＬBが正常と判断される信号強度範囲Ｄ内にあるか否かによって、映像信号のクランプ処理を変更する。レベル検出タイミング信号のタイミングがずれた場合、映像信号に誤った補正を行うことがなくなり、信号のダイナミックレンジを低減させてしまうことを防ぐことができる。
【００３３】
また、クランプ回路１００は、閾値設定部３６を備えている。クランプ判定部３４は、クランプ判定部３４での判定結果を示す閾値設定信号を閾値設定部３６へ出力する。閾値設定部３６は、図７に示すように、閾値設定信号を受けて、検出されたペデスタルレベルＬBが信号強度範囲Ｄ外であった場合には信号強度範囲を範囲Ｄからより狭い範囲Ｄ１に設定する。また、検出されたペデスタルレベルＬBが狭められた信号強度範囲Ｄ１内であった場合には信号強度範囲を範囲Ｄ１からより広い範囲Ｄに戻す。
【００３４】
信号強度範囲を範囲Ｄと範囲Ｄ１とで切り替えることによって、一旦広い範囲Ｄによって検出されたペデスタルレベルＬBが異常と判断された後はより狭い範囲Ｄ１によってペデスタルレベルＬBが正常と判断されるまではクランプ処理がオフされ、再度狭い範囲Ｄ１によってペデスタルレベルＬBが正常と判断されると信号強度範囲がより広い範囲Ｄに戻されてクランプ処理がオンになる。このように、信号強度範囲を範囲Ｄと範囲Ｄ１とで切り替えることで、クランプ処理のオン・オフの切り替わりが頻繁に起こることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態におけるクランプ回路の構成を示すブロック図である。
【図２】ビデオ信号の構成を示すタイミングチャートである。
【図３】ビデオ信号の構成を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における水平同期信号及びペデスタルレベルの検出処理を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における処理と各出力信号との関係を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態における信号強度範囲とペデスタルレベルとの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における信号強度範囲とペデスタルレベルとの関係を示す図である。
【図８】従来のクランプ回路の構成を示すブロック図である。
【図９】誤ったペデスタルレベルの検出例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ペデスタルレベル検出部、１２  ノイズ低減部、１２ａ，１２ｂ  乗算器、１２ｃ  加算器、１２ｄ  ラインメモリ、１４  加算器、１６  加算器、２０  ペデスタルレベル検出部、２２  水平同期検出部、２４  加算器、２６  加算器、２８  乗算アンプ、３０  加算器、３２  レジスタ、３４  クランプ判定部、３４ａ  コンパレータ、３４ｂ  切替スイッチ、３６  閾値設定部、３８  加算器、１００  クランプ回路、１０２  補正値生成部、１０４  クランプ部。
【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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