视频信号处理装置和电视接收装置.pdf

本发明提供一种通过根据视频信号的直流成分的振幅来变更模拟/数字转换器的基准电压，而不会使电路复杂或者大型化，并可以适当地维持视频信号的动态范围，同时将视频信号数字化的视频信号处理装置。该视频信号处理装置包括：检测作为处理对象的视频信号的直流成分的振幅，并根据该振幅输出控制信号的输入电平检测电路(22)；接收来自上述输入电平检测电路(22)的控制信号，根据上述视频信号的直流成分的振幅来调制脉冲宽度并输出PWM信号的PWM电路(24)；和将时间性地平滑化上述PWM信号而得到的电压作为基准电压，来进行上述视频信号的模拟/数字转换的模拟/数字转换器(30)。

1.  一种视频信号处理装置，其特征在于，包括：
输入电平检测电路，其检测作为处理对象的视频信号的直流成分的振幅；和
模拟/数字转换器，其将与上述输入电平检测电路中检测出的视频信号的直流成分的振幅对应的电压作为基准电压，进行上述视频信号的模拟/数字转换。

2.  一种视频信号处理装置，其特征在于，包括：
输入电平检测电路，其检测作为处理对象的视频信号的直流成分的振幅，并根据该振幅输出控制信号；
PWM电路，其接收来自上述输入电平检测电路的控制信号，并根据上述视频信号的直流成分的振幅调制脉冲宽度，来输出PWM信号；和
模拟/数字转换器，其将时间性地平滑化上述PWM信号而得到的电压作为基准电压，并进行上述视频信号的模拟/数字转换。

3.  根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于，包括电阻元件，其构成使上述PWM信号平滑化的低通滤波器，并且其一端与从装置外部连接电容器用的外部端子连接。

4.  根据权利要求2或3所述的视频信号处理装置，其特征在于，包括：
恒压产生电路；和
切换电路，其切换从上述恒压产生电路输出的电压、将上述PWM信号时间性地平滑化而得到的电压，并将其作为上述模拟/数字转换器的基准电压输出。

5.  一种电视接收装置，其特征在于，包括：
接收视频信号的视频信号接收机构；
输入电平检测电路，其检测在上述电视信号接收机构中接收的视频信号的直流成分的振幅，并根据该振幅输出控制信号；
PWM电路，其接收来自上述输入电平检测电路的控制信号，并根据上述电视信号接收机构中接收的视频信号的直流成分的振幅，来调制脉冲宽度并输出PWM信号；和
模拟/数字转换器，其将时间性地平滑化上述PWM信号而得到的电压作为基准电压，并对上述视频信号接收机构中接收的视频信号进行模拟/数字转换，
根据通过上述模拟/数字转换器进行了数字化的视频信号，来显示图像。

视频信号处理装置和电视接收装置
技术领域
本发明涉及将模拟视频信号转换为具有适当动态范围的数字信号的视频信号处理装置和包含该视频信号处理装置的电视接收装置。
背景技术
作为在彩色电视机广播等中使用的视频信号，一般使用包含亮度(Y)和色差(C)信息的复合信号。在将该视频信号数字化的情况下，使用适当地控制模拟/数字转换器的动态范围的视频信号处理装置(例如，特开平8-125122号公报，特开2001-356831号公报)。
现有的视频信号处理装置100如图5所示，由频道切换电路10、输入电平检测电路12、程控放大器14、数字/模拟转换器(A/D转换器)16构成。频道切换电路10包含根据从外部输入的频道选择信号而动作的多路复用器(multiplexer)，并从输入的多个视频信号中选择一个进行输出。输入电平检测电路12接收频道切换电路10选择的视频信号，检测出该视频信号的振幅，并根据该振幅输出用于调整程控放大器14的放大率的增益控制信号。程控放大器14接收来自输入电平检测电路12的增益控制信号，并以对应于增益控制信号的放大率对频道切换电路10所选择的视频信号进行放大并输出。A/D转换器16接收程控放大器14的输出，将其从模拟信号转换为数字信号后输出。
例如，在来自输入电平检测电路12的增益控制信号是3dB的情况下，如图6所示，在程控放大器14中将视频信号放大两倍，然后输入到A/D转换器16。在A/D转换器16中，在与施加在最大基准电压端子VRT上的电压Vt和施加在最小基准电压端子VRB上的电压Vb的电压差对应的动态范围内将视频信号数字化并进行输出。例如，如果电压Vt是2V并且电压Vb是0V，则因为电位差是2V，所以通过程控放大器14将视频信号的振幅放大到2V左右，由此可以充分地利用A/D转换器16的动态范围来进行数字化。
【专利文献1】
特开平8-125122号公报
【专利文献2】
特开2001-356831号公报
如上所述，在现有的视频信号处理装置中，通过使用程控放大器14使视频信号的振幅与A/D转换器16的动态范围配合，从而可以将数字化的视频信号的动态范围保持广阔。但是，构成程控放大器14的电路复杂，并且会使得安装视频信号处理装置的芯片面积增加。另外，很难得到良好的特性。
发明内容
因此，鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种不会使电路变得复杂或者大型化，并且可以适当地保持视频信号动态范围来进行数字化的视频信号处理装置及具有该视频信号处理装置的电视接收装置。
可以解决上述课题的本发明是一种视频信号处理装置，其特征在于，包括：输入电平检测电路，其检测作为处理对象的视频信号的直流成分的振幅的；和模拟/数字转换器，其将与上述输入电平检测电路中检测出的视频信号的直流成分的振幅对应的电压作为基准电压，进行上述视频信号的模拟/数字转换。
可以解决上述课题的本发明的另一方面是一种视频信号处理装置，其特征在于，包括：输入电平检测电路，其检测作为处理对象的视频信号的直流成分的振幅，并根据该振幅输出控制信号；PWM电路，其接收来自上述输入电平检测电路的控制信号，根据上述视频信号的直流成分的振幅调制脉冲宽度并输出PWM信号；和模拟/数字转换器，其将时间性地平滑化上述PWM信号而得到的电压作为基准电压，并进行上述视频信号的模拟/数字转换。
在这里，在上述本发明的视频信号处理装置中，优选包含电阻元件，其构成使上述PWM信号平滑化的低通滤波器，并且其一端与从装置外部连接电容用的外部端子连接。
进而，在上述本发明的视频信号处理装置中，也可以包括恒压产生电路和切换电路，该切换电路切换从上述恒定电压产生电路输出的电压、将上述PWM信号时间性地平滑化而得到的电压，并作为上述模拟/数字转换器的基准电压输出。
另外，可以构成一种电视接收装置，其特征在于，包括：视频信号接收机构，其利用上述本发明的视频信号处理装置，来接收视频信号；输入电平检测电路，其检测在上述电视信号接收机构中接收到的视频信号的直流成分的振幅，并根据该振幅输出控制信号；PWM电路，其接收来自上述输入电平检测电路的控制信号，根据上述电视信号接收机构中接收到的视频信号地直流成分的振幅来调制脉冲宽度，并输出PWM信号；和模拟/数字转换器，其将时间性地平滑化上述PWM信号而得到的电压作为基准电压，并对上述视频信号接收机构中所接收的视频信号进行模拟/数字转换，根据由上述模拟/数字转换器而进行了数字化的视频信号来显示图像。
根据本发明，可以提供一种视频信号处理装置，其通过与视频信号的直流成分的振幅对应来变更模拟/数字转换器的基准电压，由此不会使电路复杂或者大型化，并可以适当地维持视频信号的动态范围，同时将视频信号数字化。
另外，可以提供一种在根据数字化的视频信号放映图像时，显示动态范围大的图像的电视接收装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的视频信号处理装置的结构的框图。
图2是说明本发明的实施方式的视频信号处理装置的作用的框图。
图3是表示本发明的实施方式的视频信号处理装置的另一结构的框图。
图4是表示利用了本发明的实施方式的视频信号处理装置的电视接收装置的结构的框图。
图5是表示现有的电视信号处理装置的结构的框图。
图6是说明现有的视频信号处理装置的作用的图。
图中：10—频道切换电路，12—输入电平检测电路，14—程控放大器，16—模拟/数字(A/D)转换器，20—频道切换电路，22—输入电平检测电路，24—脉冲宽度调制(PWM)电路，26—接口电路，28—控制用放大器，29—恒压产生电路，30—模拟/数字(A/D转换器)，32—TV信号放大·检波块，34—数字译码器，36—同步偏转电路，38—画质调整电路，40—数字/模拟(D/A)转换器，100—现有的视频信号处理装置，200—本发明的实施方式的视频信号处理装置。
具体实施方式
本发明的实施方式的视频信号处理装置200，如图1所示，包括频道切换电路20、输入电平检测电路22、脉冲宽度调制电路(PWM电路)24、接口电路26、控制用放大器28和模拟/数字转换器(A/D转换器)30。另外，在视频信号处理装置200中，通过接口电路26在外部与低通滤波器用的电容器C连接。
频道切换电路20构成为包括多路复用器。频道切换电路20接收多个视频信号的输入之后，从其中选择一个进行输出。选择过的视频信号被输出到输入电平检测电路22和A/D转换器30中。
在图1中，向频道切换电路20中输入四个视频信号。频道切换电路20例如从装置外部接收用户通过远程操作等而得到的频道选择信号，并且通过根据该频道选择信号使多路复用器动作，从而从输入的四个视频信号中选择一个。
但是，频道切换电路20不是十分必要的。例如，在视频信号处理电路200中仅输入一个视频信号的情况下，就没有设置频道切换电路20的必要。另外，只要是在增加输入视频信号数量的情况下选择其中一个的电路就可以。
输入电平检测电路22构成为包括普通的比较电路和数字/模拟转换器。输入电平检测电路22从频道切换电路20接收视频信号，并输出与该视频信号的振幅对应的PWM控制信号。
复合视频信号如图2所示，是重叠了根据图像的亮度进行增减的直流成分和在该直流成分上表示颜色成分的高频波的信号。由输入电平检测电路22的比较电路检测出复合视频信号在一帧中的最大振幅(最大值)，并通过数字/模拟转换器将该振幅转换成数字信号。尤其最好将一帧中亮度的最大值，即直流成分的最大振幅转换成数字信号。该数字信号为PWM控制信号。生成的PWM控制信号被输出到PWM电路24中。
PWM控制电路24接收来自输入电平检测电路22发出的PWM控制信号，并且生成具有与频道切换电路20所选择的视频信号的振幅对应的脉冲宽度的PWM信号。PWM电路24最好由例如在13.5MHz时钟下动作的脉冲宽度调制电路构成。此时，如图2所示，设定为输出具有与视频信号的振幅成比例的脉冲宽度的PWM信号。例如，在检测出在输入电平检测电路22中取得的视频信号的最大振幅的情况下，输出具有占空比100％的脉冲宽度的PWM信号，并且在检测出视频信号取得的最大振幅是50％的情况下，输出具有占空比50％的脉冲宽度的PWM信号。
PWM电路24一般具有：由程控放大器和数字/模拟转换器等电路构成的电路元件少，并且组装到半导体芯片之际可以维持小尺寸的好处。  接口电路26构成为包括缓冲器和电阻元件。缓冲器从PWM电路24接收PWM信号。从装置外部在缓冲器的电源端子上施加电压Vt，PWM信号对该脉冲的振幅进行调制以使其形成电压Vt，并提供给电阻元件的一端。另一方面，电阻元件的另一端与装置外部的电容器C连接，并通过该电容C接地。由此，构成电阻元件和电容器C的L型低通滤波器。因此，从缓冲器输出的PWM信号与根据电阻元件的电阻值和电容C的电容值决定的时间常数τ对应，实现时间性的平滑化。因为PWM信号的脉冲宽度与频道切换电路20所选择的视频信号的振幅对应地被调制，所以在接口电路26中被平滑化的信号如图2所示，成为与频道切换电路20所选择的视频信号的振幅对应的电压值。平滑化过的信号通过控制用放大器28被送到A/D转换器30的最大基准电压端子VRT。
本实施方式的接口电路26包括其一端上具有在装置外部连接电容器用的外部端子的电阻元件。因此，因为可以在装置外部连接电容器C并构成低通滤波器，故可以容易地改变低通滤波器的时间常数τ。另外，最好将电容器C设为可变容量电容器，以便可以容易地变更低通滤波器的时间常数τ。
在A/D转换器30的输入端子1N中输入由频道转换电路20选择的视频信号。将恒压Vb作为VRB电压从装置外部施加在最小基准电压端子VRB上。通过控制放大器28，将来自接口电路26的输出信号作为VRT电压施加在最大基准电压端子VRT上。
A/D转换器30在与施加在最小基准电压端子VRB和最大基准电压端子VRT上的电压差对应的动态范围内，将输入到输入端子1N的视频信号转换成数字信号后输出。例如，在VRB电压是0V且VRT电压是1V的情况下，因为该电位差是1V，所以动态范围是1V。另外，在VRB电压是0V且VRT电压是2V的情况下，因为该电位差是2V，所以动态范围是2V。
在这里，因为施加在最大基准电压端子VRT上的VRT电压在频道转换电路20选择的视频信号的振幅大时升高，在视频信号的振幅小的时候降低，故可以在与视频信号的一帧中直流成分的最大振幅对应的动态范围内，将视频信号转换成数字信号。
另外，如图3所示，最好具有在视频信号处理装置200的内部设置恒压产生电路29，切换控制用放大器28的输出的结构。由此，不管视频信号的振幅，即可固定来自A/D转换器30的数字信号的动态范围。
本实施方式中的视频信号处理装置200如图4所示，可以适用于电视接收机。电视接收机包括天线、TV信号放大·检波块32、数字译码器34、同步偏转电路36、画质调整电路38、数字/模拟转换器(D/A转换器)40、CRT42和视频信号处理装置200。
由天线接收的视频信号在TV信号放大·检波块32中进行检波·放大，并被发送到视频信号处理装置200。在视频信号处理装置200中，视频信号被转换成具有与该振幅对应的动态范围的数字信号。数字译码器34接收该数字信号，并生成用于在CRT42中放映图像的同步偏转电路36的控制信号、用于进行画质调整的画质调整信号、用于调整视频信号处理装置200的输出的转换调整信号。
画质调整电路38包括调整CRT42上显示的图像的亮度、对比度等画质的电路。画质调整电路接收来自数字译码器34的画质调整信号，并输出控制CRT42的电子射线管的输出等的数字信号。该信号通过D/A转换器40被转换成模拟信号，并调整显示在CRT42上的图像画质。另一方面，同步偏转电路36接收来自数字译码器34的控制信号，并进行CRT42的扫描线的同步和偏转。通过这些处理而在CRT42的画面上显示图像。
另外，也可以使用液晶显示器和等离子体显示器等平板显示器(FPD)44来代替CRT42。FPD44可以通过数字信号进行直接控制。
这样，通过将电视接收装置构成为包括本实施方式的电视信号处理装置200，从而可以充分地将图像的动态范围维持在大的范围内。例如，即使在图像整体的亮度发生变化的情况下，也可以在分别与亮度对应的适当动态范围下显示图像。