JP2000013642A

JP2000013642A - ビデオ信号処理装置

Info

Publication number: JP2000013642A
Application number: JP10171571A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Teshirogi; 英彦手代木; Hiromasa Kinoshita; 弘征木下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】輪郭補正信号を作成するための帯域フィルタ
の半値幅や中心周波数を自動可変設定できるようにする
と共に、より一層高精度に画像の輪郭を強調できるよう
にする。【解決手段】画像のビデオ信号から得られた輝度信号
Ｙinを補正してその画像の輪郭を強調するビデオ信号処
理装置１００において、画像の輝度信号Ｙinの信号レベ
ルを検出するレベル検出回路１２と、このレベル検出回
路１２による輝度信号Ｙinの信号レベルに応じた補正係
数Ｋ１，Ｋ２・・Ｋｎを演算する係数演算ブロック１３
と、この係数演算ブロック１３による補正係数Ｋ１，Ｋ
２・・Ｋｎに基づいて輝度信号Ｙinを補正する補正手段
１４とを備え、画像の隣接画素間の輝度信号Ｙinの信号
レベルの差に応じた補正係数を補正手段１４に自動可変
設定するようになされたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はビデオカメラなど
の画質向上のために必要な輪郭強調用の補正システムに
適用して好適なビデオ信号処理装置に関する。詳しく
は、画像のビデオ信号から得られた輝度信号を補正して
その画像の輪郭を強調する際に、隣接画素間の輝度信号
の信号レベルの差が大きい高周波帯域では、その補正手
段を狭帯域に自動設定して輝度信号を補正できるように
すると共に、その輝度信号の信号レベルの差が小さい低
周波帯域では補正手段を広帯域に自動設定して輝度信号
を補正できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ビデオカメラや複写機などに
おいて、被写体の背景画像と本体画像との輪郭を強調す
るために、輪郭強調補正システムを使用する場合が多
い。その輪郭強調手法としては、画像のビデオ信号から
得られた輝度信号（原信号）がフィルタリング処理さ
れ、その後、その原信号によりゲインコントロールされ
た輪郭補正信号と原信号とが重ね合わされる。これによ
り、画像の輪郭を強調した輝度信号が得られるので、こ
の輝度信号に基づいてカラー画像を再生することができ
る。

【０００３】図７は、カラー方式のビデオカメラなどに
搭載された輪郭強調用の補正システム１０の構成例を示
すブロック図である。図８Ａ〜Ｃは入力輝度信号Ｙin、
輪郭補正信号ＡＰ及び補正後の輝度信号Ｙoutの波形例
を示す図である。図７に示す補正システム１０は入力端
子１を有している。この入力端子１には原信号である
Ｒ、Ｇ、Ｂ色のカラービデオ信号から分離した輝度信号
Ｙinが入力される。

【０００４】また、入力端子１には遅延回路２が接続さ
れ、輝度信号Ｙinが所定のタイミングだけ遅延される。
この遅延処理は補正後の輝度信号Ｙoutの出力タイミン
グを揃えるためである。入力端子１には、更にフィルタ
係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を固定して設定された帯域フィル
タ３が接続される。帯域フィルタ３は３つの乗算回路３
Ａ〜３Ｃを有している。この乗算回路３Ａ〜３Ｃに図８
Ａに示す輝度信号Ｙinが入力されると、その輝度信号Ｙ
inをフィルタリング処理することにより、図８Ｂに示す
輪郭補正信号（アパコン信号）ＡＰが生成される。

【０００５】また、入力端子１にはレベル検出回路４が
接続され、輝度信号Ｙinの信号レベルが検出され、その
信号レベルに応じたゲイン制御信号Ｇｃを発生するよう
になされている。帯域フィルタ３の出力段にはアンプ５
が接続され、レベル検出回路４からのゲイン制御信号Ｇ
ｃに基づいてアンプ５の増幅度を制御することにより、
輪郭補正信号ＡＰが増幅される。アンプ５の出力段には
加算回路６が接続され、遅延回路２の出力Ｙin’と増幅
後の輪郭補正信号ＡＰ’とが加算される。加算回路６の
出力段には出力端子７が接続され、図８Ｃに示す補正後
の輝度信号Ｙoutが次段の図示しない電子ビューファイ
ンダ（ＥＬＶ）回路などに出力される。これにより、画
像の輪郭を強調した補正後の輝度信号Ｙoutと図示しな
いカラー信号などに基づいて被写体のカラー画像を再生
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
式の輪郭強調用の補正システム１０によれば、帯域フィ
ルタ３のフィルタ係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３などが３つの乗
算回路３Ａ〜３Ｃに固定して設定されている。従って、
帯域フィルタ３の半値幅や中心周波数が固定されること
から、その帯域幅が固定されてしまい、画像の輪郭を強
調する周波数帯域が常に一定値となってしまう。これに
より、原信号に応じた真に最適な輪郭補正信号ＡＰを作
成することができないという問題がある。

【０００７】例えば、画像のビデオ信号から得られた輝
度信号Ｙinの信号レベルが大きい高周波帯域で輪郭強調
補正を行なう場合であっても、高周波帯域に対して半値
幅の広い帯域フィルタ３でその輝度信号Ｙinを輪郭補正
することになる。これにより、被写体の背景画像と本体
画像との輪郭に自然さが無くなって見にくい画像が再生
されてしまう。

【０００８】そこで、本発明は上記の課題に鑑み創作さ
れたものであり、輪郭補正信号を作成するための帯域フ
ィルタの半値幅や中心周波数を自動可変設定できるよう
にすると共に、より一層高精度に画像の輪郭を強調でき
るようにしたビデオ信号処理装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題は、画像の
ビデオ信号から得られた輝度信号を補正してその画像の
輪郭を強調するビデオ信号処理装置において、画像の輝
度信号の信号レベルを検出する検出手段と、この検出手
段による輝度信号の信号レベルに応じた補正係数を演算
する演算手段と、この演算手段による補正係数に基づい
て輝度信号を補正する補正手段とを備え、画像の隣接画
素間の輝度信号の信号レベルの差に応じた補正係数を補
正手段に自動可変設定するようになされたことを特徴と
するビデオ信号処理装置によって解決される。

【００１０】本発明によれば、画像のビデオ信号から得
られた輝度信号の信号レベルが検出されると、演算手段
では、その隣接画素間の輝度信号の信号レベルの差に応
じた補正係数が演算されるので、補正手段では、演算手
段によって自動可変設定された画像の輝度信号の信号レ
ベルの差に応じた補正係数に基づいて輝度信号を補正す
ることができる。

【００１１】従って、隣接画素間の輝度信号の信号レベ
ルの差が大きい高周波帯域では、補正手段を狭帯域に自
動設定して輝度信号を補正できる。反対に、隣接画素間
の輝度信号の信号レベルの差が小さい低周波帯域では補
正手段を広帯域に自動設定して輝度信号を補正できる。
これにより、従来方式に比べて、より一層高精度に画像
輪強調補正を行なうことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態について説明をする。

【００１３】（１）実施の形態図１は本発明の実施形態
としてのビデオ信号処理装置１００の構成例を示すブロ
ック図である。この実施形態では、画像のビデオ信号か
ら得られた輝度信号を補正してその画像の輪郭を強調す
る際に、隣接画素間の輝度信号の信号レベルの差が大き
い高周波帯域では、その補正手段を狭帯域に自動設定し
て輝度信号を補正できるようにすると共に、その輝度信
号の信号レベルの差が小さい低周波帯域では補正手段を
広帯域に自動設定して輝度信号を補正できるようにした
ものである。

【００１４】このビデオ信号処理装置１００は画像のビ
デオ信号から得られた輝度信号Ｙinを補正してその画像
の輪郭を強調するものである。ビデオ信号処理装置１０
０には図１に示す入力端子１１が設けられる。入力端子
１１には検出手段としてのレベル検出回路１２が接続さ
れ、画像の輝度信号Ｙinの信号レベルが検出される。こ
のレベル検出回路１２には演算手段として係数演算ブロ
ック１３が接続され、このレベル検出回路１２による輝
度信号Ｙinの信号レベルに応じた補正係数として、例え
ば、ｎ個のフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋｎが演算さ
れる。この係数演算ブロック１３には補正手段１４が接
続され、この係数演算ブロック１３によるフィルタ係数
Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋｎに基づいて輝度信号Ｙinが補正さ
れる。この例では、画像の隣接画素間の輝度信号Ｙinの
信号レベルの差に応じたフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・
Ｋｎが補正手段１４に自動可変設定される。更にこの例
では、レベル検出回路１２内に利得決定手段１５が設け
られ、そのレベル検出回路１２によって検出された画像
の輝度信号Ｙinの信号レベルに基づいて補正手段１４の
ゲイン（利得）が決定される。例えば、補正手段１４内
に増幅回路が設けられ、この利得決定手段１５によるゲ
インに基づいてその増幅回路の増幅度がゲインコントロ
ール（制御）される。補正手段１４には出力端子１６が
接続され、補正後の輝度信号Ｙoutが次段の信号処理回
路に出力される。

【００１５】次に、ビデオ信号処理装置１００の動作を
説明する。この例では、画像のビデオ信号から得られた
輝度信号Ｙinを補正してその画像の輪郭を強調すること
を前提とする。例えば、カラー画像のビデオ信号から分
離された輝度信号Ｙinが図１に示すレベル検出回路１２
及び補正手段１４に入力される。

【００１６】このレベル検出回路１２では画像の隣接画
素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差を検出することに
よって、例えば、輝度信号Ｙinの信号レベルが高周波帯
域であるか、又は、その輝度信号Ｙinの信号レベルが低
周波帯域であるかが検出される。この際の輝度信号Ｙin
が高周波帯域であるか、又は、それが低周波帯域である
かの情報はレベル検出情報ＤEPとなる。

【００１７】一方で、その輝度信号Ｙinのレベル検出情
報ＤEPが係数演算ブロック１３に出力される。他方で、
レベル検出回路１２内の利得決定手段１５によってその
輝度信号Ｙinの信号レベルに基づいて補正手段１４のゲ
イン（利得）が決定される。例えば、隣接画素間の輝度
信号Ｙinの信号レベルの差が大きい高周波帯域である場
合、又は、その輝度信号Ｙinの信号レベルの差が小さい
低周波帯域である場合に応じてゲインを決定する。利得
決定手段１５によって決定されたゲインはゲイン制御信
号Ｇｃとなって補正手段１４に出力される。

【００１８】また、レベル検出回路１２からレベル検出
情報ＤEPを入力した係数演算ブロック１３では、その輝
度信号Ｙinの信号レベルに応じたｎ個のフィルタ係数Ｋ
１，Ｋ２・・・Ｋｎが演算される。このとき、画像の隣
接画素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差が大きい高周
波帯域及びその輝度信号Ｙinの信号レベルの差が小さい
低周波帯域に応じたフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋｎ
が演算される。演算後のフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・
Ｋｎは補正手段１４に出力される。これにより、画像の
隣接画素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差が大きい高
周波帯域及びその輝度信号Ｙinの信号レベルの差が小さ
い低周波帯域に応じたフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋ
ｎを補正手段１４に自動可変設定することができる。

【００１９】従って、補正手段１４ではｎ個のフィルタ
係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋｎに基づいて輝度信号Ｙinを補
正するための輪郭補正信号が作成される。この例では補
正手段１４内に設けられた、輪郭補正信号を増幅するた
めの増幅回路の増幅度が、利得決定手段１５によるゲイ
ン制御信号Ｇｃに基づいてゲインコントロールされる。
ゲインコントロール後の輪郭補正信号ＡＰ’は元の輝度
信号Ｙin’に加算される。補正後の輝度信号Ｙoutが次
段の信号処理回路に出力される。

【００２０】このように本実施の形態によれば、画像の
ビデオ信号から得られた輝度信号Ｙinの信号レベルが検
出されると、係数演算ブロック１３では、その輝度信号
Ｙinの信号レベルに応じたフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・
・Ｋｎが演算されるので、補正手段１４では、係数演算
ブロック１３によって自動可変設定された画像の隣接画
素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差に応じたフィルタ
係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋｎに基づいて輝度信号Ｙinを補
正することができる。

【００２１】従って、隣接画素間の輝度信号Ｙinの信号
レベルの差が大きい高周波帯域では、補正手段１４を狭
帯域に自動設定して輝度信号Ｙinを補正できる。反対
に、その輝度信号Ｙinの信号レベルの差が小さい低周波
帯域では補正手段１４を広帯域に自動設定して輝度信号
Ｙinを補正できる。これにより、従来方式に比べて、よ
り一層高精度に画像輪強調補正を行なうことができる。

【００２２】（２）応用例続いて、図２〜図６を参照しながら、ビデオ信号処理装
置１００を応用したビデオカメラについて説明する。図
２はビデオカメラ２００のカラー信号処理系の構成例を
示すブロック図である。この例ではビデオカメラ２００
に輪郭強調用の補正システム２０が設けられ、この補正
システム２０にビデオ信号処理装置１００が応用される
ものである。

【００２３】このビデオカメラ２００には従来方式と同
様に図２に示す結像レンズ２１が設けられ、被写体から
の入射光が結像される。結像レンズ２１の後段には３つ
のプリズム２２Ａ〜２２Ｃが設けられ、プリズム２２Ａ
によって赤色光が分光され、プリズム２２Ｂによって緑
色光が分光され、プリズム２２Ｃによって青色光がそれ
ぞれ分光される。

【００２４】また、プリズム２２Ａの後段には赤色用の
撮像素子（Ｒch−ＣＣＤ）２３Ａが設けられ、赤色光を
受光して光電変換した赤色取得信号（以下単にＲ信号と
いう）が出力される。同様にして、プリズム２２Ｂの後
段には緑色用の撮像素子（Ｇch−ＣＣＤ）２３Ｂが設け
られ、緑色光を受光して光電変換した緑色取得信号（以
下単にＧ信号という）が出力される。プリズム２２Ｃの
後段には青色用の撮像素子（Ｂch−ＣＣＤ）２３Ｃが設
けられ、青色光を受光して光電変換した青色取得信号
（以下単にＢ信号という）が出力される。

【００２５】各々の撮像素子２３Ａ〜２３Ｃの出力段に
はＲ，Ｇ，Ｂ信号処理回路２４が接続され、Ｒ，Ｇ，Ｂ
信号がコンポジット化して読み出すような処理がなされ
る。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号処理回路２４の出力段には、色信号
処理回路２５及び輝度信号処理回路２６が接続される。
色信号処理回路２５ではコンポジット化されたＲ，Ｇ，
Ｂ信号が信号処理される。この色信号処理回路２４は、
黒部分のシェーディング補正回路、低光量時撮影用の＋
３ｄＢ、＋６ｄＢ、・・・のゲインアップ回路、ホワイ
トバランス回路、ホワイトシェーディング補正用のゲイ
ンコントロール回路、フレア補正回路などから構成され
る。

【００２６】また、輝度信号処理回路２６ではコンポジ
ット化されたＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙinを分離す
る、いわゆる、Ｙ／Ｃ分離処理が行われる。輝度信号処
理回路２６の出力段には、輪郭強調用の補正システム２
０が接続され、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の輝度信号Ｙinに対応し
た最適な帯域フィルタで輪郭補正信号が生成され、この
輪郭補正信号に基づいてその輝度信号Ｙinが補正され
る。補正後の輝度信号Ｙoutは電子ビューファインダ回
路などに出力される。この補正システム２０に本発明の
ビデオ信号処理装置１００が応用される。

【００２７】図３は輪郭強調用の補正システム２０の構
成例を示すブロック図である。図３に示す補正システム
２０の入力端子１１は輝度信号処理回路２６の出力に接
続され、その出力端子１６は電子ビューファインダ回路
などに接続される。入力端子１１にはレベル検出回路１
２が接続され、画像の隣接画素間の輝度信号Ｙinの信号
レベルの差が検出される。このレベル検出回路１２には
係数演算ブロック１３が接続され、このレベル検出回路
１２による輝度信号Ｙinの信号レベルの差に応じた補正
係数、例えば、５個のフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋ
５が演算される。この係数演算ブロック１３には補正手
段１４が接続され、この係数演算ブロック１３によるフ
ィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋ５に基づいて輝度信号Ｙ
inが補正される。

【００２８】この補正手段１４は遅延回路４１、帯域フ
ィルタ４２、アンプ４３及び加算回路４４を有する。入
力端子１１には遅延回路４１が接続され、原信号である
画像の輝度信号Ｙinを遅延して出力タイミングが揃えら
れる。この遅延回路４１の出力段には、出力端子１６を
有した加算回路４４が接続される。一方、入力端子１１
には帯域フィルタ４２が接続され、係数演算ブロック１
３から出力された５つのフィルタ係数Ｋ１〜Ｋ５に応じ
て特定の周波数帯域の輝度信号Ｙinを通過させるように
なされている。

【００２９】この例で帯域フィルタ４２はトランスバー
サルフィルタ（有限長インパルス応答回路）を構成し、
４つの遅延素子５２、５４、５６、５８と、５つの乗算
回路５１、５３、５５、５７、５９と、１つのフィルタ
用の加算回路６０とを有している。この例では、画像の
隣接画素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差に応じたフ
ィルタ係数Ｋ１が乗算回路５１に自動可変設定され、同
様にして、フィルタ係数Ｋ２が乗算回路５３に自動可変
設定され、フィルタ係数Ｋ３が乗算回路５５に自動可変
設定され、フィルタ係数Ｋ４が乗算回路５７に自動可変
設定され、フィルタ係数Ｋ５が乗算回路５９に自動可変
設定される。

【００３０】つまり、入力端子１１には係数演算ブロッ
ク１３からフィルタ係数Ｋ１が供給される乗算回路５１
が接続され、そのフィルタ係数Ｋ１と輝度信号Ｙinとが
乗算される。乗算回路５１の乗算結果は加算回路６０に
出力される。その入力端子１１には遅延素子５２が接続
され、輝度信号Ｙinが所定のタイミング、例えば、垂直
方向に対するアパーチャコントロールの場合には１水平
期間（Ｈ）だけ遅延される。水平方向に対するアパーチ
ャコントロールの場合には１サンプル期間（Ｄ）だけ遅
延される。遅延素子５２の出力段には、同様にして、フ
ィルタ係数Ｋ２が供給される乗算回路５３が接続され、
そのフィルタ係数Ｋ２と遅延素子５２の出力である輝度
信号Ｙinとが乗算される。乗算回路５３の乗算結果は加
算回路６０に出力される。

【００３１】同様にして、その遅延素子５２の出力段に
は遅延素子５４が接続され、輝度信号Ｙinが所定のタイ
ミング、例えば、更に１水平期間（Ｈ）だけ遅延され
る。遅延素子５４の出力段には、フィルタ係数Ｋ３が供
給される乗算回路５５が接続され、そのフィルタ係数Ｋ
３と遅延素子５４の出力である輝度信号Ｙinとが乗算さ
れる。乗算回路５５の乗算結果は加算回路６０に出力さ
れる。

【００３２】また、遅延素子５４の出力段には遅延素子
５６が接続され、輝度信号Ｙinが所定のタイミング、例
えば、更に１水平期間（Ｈ）だけ遅延される。遅延素子
５６の出力段には、フィルタ係数Ｋ４が供給される乗算
回路５７が接続され、そのフィルタ係数Ｋ４と遅延素子
５６の出力である輝度信号Ｙinとが乗算される。乗算回
路５７の乗算結果は加算回路６０に出力される。

【００３３】更に、遅延素子５６の出力段には遅延素子
５８が接続され、輝度信号Ｙinが所定のタイミング、例
えば、更に１水平期間（Ｈ）だけ遅延される。遅延素子
５８の出力段には、フィルタ係数Ｋ５が供給される乗算
回路５９が接続され、そのフィルタ係数Ｋ５と遅延素子
５８の出力である輝度信号Ｙinとが乗算される。乗算回
路５９の乗算結果は加算回路６０に出力される。各々の
遅延素子５２、５４、５６、５８にはタップ付きの遅延
線などを使用する。

【００３４】従って、加算回路６０では５つの乗算回路
５１、５３、５５、５７、５９の出力が加算され、その
加算結果がその帯域フィルタ４２の出力、すなわち、輪
郭補正信号ＡＰとしてアンプ４３に出力される。その輪
郭補正信号ＡＰはゲイン制御信号Ｇｃに基づいてアンプ
４３によって増幅される。アンプ４３の出力段には加算
回路４４が接続され、アンプ４３の出力（輪郭補正信号
ＡＰ’）と遅延回路４１の出力（輝度信号Ｙin’）とが
加算される。この加算後の輝度信号Ｙoutが、補正後の
画像の輪郭を強調した輝度信号となる。

【００３５】次に、ビデオ信号処理装置１００を応用し
たビデオカメラ２００の動作を説明する。図４は輪郭強
調用の補正システム２０の動作例を示すフローチャート
である。この例では、輝度信号処理回路２６でカラー画
像のＲ，Ｇ，Ｂ信号から分離された輝度信号Ｙinに関し
て、その画像の輪郭を強調するために、４個のＨ遅延素
子５２、５４、５６、５８を用いた帯域フィルタ４２を
使用することを前提とする。

【００３６】例えば、カラー画像のＲ，Ｇ，Ｂ信号から
分離した輝度信号Ｙinが輝度信号処理回路２６からレベ
ル検出回路１２及び補正手段１４に入力されると、ま
ず、ステップＰ１で帯域フィルタ４２で使用するフィル
タ係数Ｋ１〜Ｋ５が決定される。このフィルタ係数の決
定は画像の輪郭を強調する箇所の周波数帯域を得るため
である。これと共に、最適な輪郭補正信号ＡＰを得るた
めに、アンプ４３のゲインが決定される。具体的には、
レベル検出回路１２で画像の隣接画素間の輝度信号Ｙin
の信号レベルの差を検出することによって、例えば、輝
度信号Ｙinの信号レベルが高周波帯域であるか、又は、
その輝度信号Ｙinの信号レベルが低周波帯域であるかが
検出される。

【００３７】この際の輝度信号Ｙinの信号レベルが低周
波帯域であるか、高周波帯域であるかの検出に関して
は、ユーザの任意の設定による。例えば、隣合った画素
の輝度信号Ｙinの信号レベルの差分を演算し、その絶対
値が一定値以上となる場合には、高周波帯域であると判
別し、それがある一定値以下ならば、低周波帯域という
ように判別するものである。この例の判別結果として
は、高周波帯域の場合が「１」であり、低周波帯域の場
合が「０」である。この判別結果「１」又は「０」がレ
ベル検出情報ＤEPである。

【００３８】従って、一方で、輝度信号Ｙinのレベル検
出情報ＤEPが係数演算ブロック１３に出力され、他方
で、レベル検出回路１２内の利得決定手段１５によって
その輝度信号Ｙinの信号レベルに基づいてアンプ４３の
ゲイン（利得）が決定される。

【００３９】この利得決定手段１５では隣接画素間の輝
度信号Ｙinの信号レベルの差が大きい高周波帯域である
場合、又は、その輝度信号Ｙinの信号レベルの差が小さ
い低周波帯域である場合に応じてゲインを決定する。利
得決定手段１５によって決定されたゲインはゲイン制御
信号Ｇｃとなってアンプ４３に出力される。

【００４０】また、レベル検出回路１２からレベル検出
情報ＤEPを入力した係数演算ブロック１３では、その輝
度信号Ｙinの信号レベルに応じた５個のフィルタ係数Ｋ
１，Ｋ２・・・Ｋ５が演算される。このとき、画像の隣
接画素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差が大きい高周
波帯域及びその輝度信号Ｙinの信号レベルの差が小さい
低周波帯域に応じたフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋ５
が演算される。演算後のフィルタ係数Ｋ１〜Ｋ５は５つ
の乗算回路５１、５３、５５、５７、５９に出力され
る。これにより、画像の隣接画素間の輝度信号Ｙinの信
号レベルの差が大きい高周波帯域及びその輝度信号Ｙin
の信号レベルの差が小さい低周波帯域に応じたフィルタ
係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋ５を乗算回路５１、５３、５
５、５７、５９に自動可変設定することができる。

【００４１】この例の補正システム２０では、Ｘの値が
「０」の場合が低周波帯域であり、「１」の場合が高周
波帯域である。そして、乗算回路５１のフィルタ係数Ｋ
１を−Ｘとし、乗算回路５３のフィルタ係数Ｋ２を−
（１−Ｘ）とし、乗算回路５５のフィルタ係数Ｋ３を２
とし、乗算回路５７のフィルタ係数Ｋ４を−（１−Ｘ）
とし、乗算回路５９のフィルタ係数Ｋ５を−Ｘとする。

【００４２】従って、この補正システム２０に、隣接画
素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差が大きい高周波帯
域の輝度信号Ｙinが入力されると、係数演算ブロック１
３から各々の乗算回路５１、５３、５５、５７、５９に
Ｘ＝１が出力される。これにより、乗算回路５１のフィ
ルタ係数Ｋ１は−１となり、乗算回路５３のフィルタ係
数Ｋ２は０となり、乗算回路５７のフィルタ係数Ｋ４は
０となり、乗算回路５９のフィルタ係数Ｋ５は−１とな
る。乗算回路５５のフィルタ係数Ｋ３は２である。

【００４３】このフィルタ係数Ｋ１〜Ｋ５が決定される
と、帯域フィルタ４２の中心周波数ｆ０、半値幅Ｗ１が
決まる。例えば、帯域フィルタ４２の伝達関数をＨ
（Ｚ）とすると、式（１）、すなわち、Ｈ（Ｚ）＝Ｋ１＋Ｋ２Ｚ^-1＋Ｋ３Ｚ^-2 ＋Ｋ４Ｚ^-3＋Ｋ５Ｚ^-4・・・（１）となる。

【００４４】ここで、隣接する画素のデータ間隔（サン
プリング周期）をＴとし、輝度信号Ｙinの角周波数をω
としたときの、帯域フィルタ４２の周波数応答Ｈ（ｊ
ω）は、次式（２）となる。

【００４５】

【数１】

【００４６】従って、帯域フィルタ４２の周波数応答Ｈ
（ｊω）は振幅と位相で表現でき、中心周波数ｆ０、半
値幅Ｗ１が決定できる。

【００４７】この帯域フィルタ４２の中心周波数ｆ０、
半値幅Ｗ１が決まると、ステップＰ２で中心周波数ｆ
０、半値幅Ｗ１でフィルタリング処理を実行する。具体
的には、各々の乗算回路５１、５３、５５、５７、５９
において、所定タイミングを遅延した輝度信号Ｙinにそ
れぞれのフィルタ係数Ｋ１＝−１、Ｋ２＝０、Ｋ３＝
２、Ｋ４＝０、Ｋ５＝−１が乗算される。その後、加算
回路６０で乗算回路５１、５３、５５、５７、５９の出
力が全て加算される。その加算後には、ステップＰ３で
輪郭補正信号ＡＰを最適なゲインで増幅するために、加
算結果である輪郭補正信号ＡＰがアンプ４３で増幅され
る。このアンプ４３の増幅度は利得決定手段１５からの
ゲイン制御信号Ｇｃによって制御される。

【００４８】その後、ステップＰ４で輝度信号Ｙinと増
幅後の輪郭補正信号ＡＰ’とを加算し、補正後の輝度信
号Ｙout’とする。この際に、アンプ４３の出力（輪郭
補正信号ＡＰ’）と遅延回路４１の出力（輝度信号Ｙou
t’）とが加算回路４４によって加算される。この例で
は、帯域フィルタ４２の遅延時間と揃えるために、増幅
後の輪郭補正信号ＡＰ’が４水平周期（４Ｈ）だけ遅延
された輝度信号Ｙin’に加算される。その後、ステップ
Ｐ５で加算後の画像の輪郭を強調した輝度信号Ｙoutが
加算回路４４から電子ビューファインダ回路などに出力
される。

【００４９】なお、図５は輝度信号の高周波帯域に対す
る帯域フィルタ４２のゲイン−周波数特性例を示す図で
ある。図５において、横軸は帯域フィルタ４２が取り扱
う周波数であり、最大周波数で正規化したものである。
縦軸は輪郭補正信号ＡＰを増幅するアンプ４３のゲイン
である。ｆ０は帯域フィルタ４２が扱う周波数の中心周
波数である。この際の帯域フィルタ４２の半値幅Ｗ１は
ゲインが１／２になる部分を結んだ帯域幅である。

【００５０】また、図４に戻って補正システム２０に隣
接画素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差が小さい低周
波帯域の輝度信号Ｙinが入力されると、ステップＰ１で
係数演算ブロック１３から各々の乗算回路５１、５３、
５５、５７、５９にＸ＝０が出力される。従って、乗算
回路５１のフィルタ係数Ｋ１は０となり、乗算回路５３
のフィルタ係数Ｋ２は−１となり、乗算回路５７のフィ
ルタ係数Ｋ４は−１となり、乗算回路５９のフィルタ係
数Ｋ５は０となる。乗算回路５５のフィルタ係数Ｋ３は
２である。

【００５１】このフィルタ係数Ｋ１〜Ｋ５が決定される
と、帯域フィルタ４２の中心周波数ｆ０、半値幅Ｗ２が
決まるので、ステップＰ２で中心周波数ｆ０、半値幅Ｗ
２でフィルタリング処理を実行する。具体的には、各々
の乗算回路５１、５３、５５、５７、５９で所定タイミ
ングを遅延した輝度信号Ｙinにそれぞれのフィルタ係数
Ｋ１＝０、Ｋ２＝−１、Ｋ３＝２、Ｋ４＝−１、Ｋ５＝
０が乗算される。

【００５２】その後、加算回路６０で乗算回路５１、５
３、５５、５７、５９の出力が全て加算される。その加
算後には、ステップＰ３で輪郭補正信号ＡＰを最適なゲ
インで増幅するために、ゲイン制御信号Ｇｃによってア
ンプ４３がゲインコントロールされる。

【００５３】その後、ステップＰ４で輝度信号Ｙinと増
幅後の輪郭補正信号ＡＰとを加算し、補正後の輝度信号
Ｙoutとする。この際に、アンプ４３の出力と遅延回路
４１の出力とが加算回路４４によって加算される。その
後、ステップＰ５で加算後の画像の輪郭を強調した輝度
信号Ｙoutが加算回路４４から出力される。

【００５４】なお、図６は輝度信号の低周波帯域に対す
る帯域フィルタ４２のゲイン−周波数特性例を示す図で
ある。図６において、横軸は帯域フィルタ４２が取り扱
う周波数であり、最大周波数で正規化したものである。
縦軸は輪郭補正信号ＡＰを増幅するアンプ４３のゲイン
である。ｆ０は中心周波数である。この際の帯域フィル
タ４２の半値幅Ｗ２はゲインが１／２になる部分を結ん
だ帯域幅である。図６に示す半値幅Ｗ２は図５に示す帯
域幅Ｗ１比べて広くなっている。

【００５５】従って、輝度信号Ｙinが高周波帯域の場合
には、図６に示す半値幅Ｗ２に比べて図５に示す半値幅
Ｗ１のように狭くした帯域フィルタ４２に輝度信号Ｙin
を通す。これにより、輝度信号Ｙinに最適な輪郭補正信
号ＡＰを作成することができ、この輪郭補正信号ＡＰに
基づいて画像の輪郭強調補正を行なうことができる。

【００５６】このように本実施形態としてのビデオ信号
処理装置１００を応用したビデオカメラ２００によれ
ば、カラー画像のＲ，Ｇ，Ｂ信号から得られた輝度信号
Ｙinの隣接画素間の信号レベルの差が検出されると、係
数演算ブロック１３では、その輝度信号Ｙinの信号レベ
ルの差に応じたフィルタ係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋ５が演
算されるので、輝度信号Ｙinの信号レベルの差に応じた
帯域フィルタ４２の中心周波数ｆ０及び半値幅Ｗ１、Ｗ
２を最適に設定することができる。

【００５７】従って、帯域フィルタ４２では、係数演算
ブロック１３によって自動可変設定された画像の隣接画
素間の輝度信号Ｙinの信号レベルの差に応じたフィルタ
係数Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋ５に基づいて輝度信号Ｙinを補
正することができる。この例では、隣接画素間の輝度信
号Ｙinの信号レベルの差が大きい高周波帯域では、帯域
フィルタ４２を狭帯域に自動設定して輝度信号Ｙinを補
正できる。反対に、その輝度信号Ｙinの信号レベルの差
が小さい低周波帯域では帯域フィルタ４２を広帯域に自
動設定して輝度信号Ｙinを補正できる。

【００５８】これにより、隣接画素間の輝度信号Ｙinの
信号レベルの差が大きい高周波帯域において、被写体の
背景画像と本体画像との輪郭を自然に表現することがで
き、非常に見やすい高画質な画像を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像のビデオ信号から得られた輝度信号を補正してその
画像の輪郭を強調する際に、その隣接画素間の輝度信号
の信号レベルの差に応じて演算された補正係数を補正手
段に自動可変設定するようになされたものである。

【００６０】この構成によって、隣接画素間の輝度信号
の信号レベルの差が大きい高周波帯域では、補正手段を
狭帯域に設定して輝度信号を補正できる。反対に、その
輝度信号の信号レベルの差が小さい低周波帯域では補正
手段を広帯域に設定して輝度信号を補正できる。これに
より、従来方式に比べて帯域フィルタの半値幅や中心周
波数を自動可変設定できるので、より一層高精度に画像
輪郭強調補正を行なうことができる。

【００６１】この発明は、ビデオカメラなどの画質向上
のために必要な輪郭強調用の補正システムに適用して極
めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態としてのビデオ信号処理装置
１００の構成例を示すブロック図である。

【図２】ビデオ信号処理装置１００を応用したビデオカ
メラ２００のカラー信号処理系の構成例を示すブロック
図である。

【図３】ビデオカメラ２００の輪郭強調用の補正システ
ム２０の構成例を示すブロック図である。

【図４】その補正システム２０の動作例を示すフローチ
ャートである。

【図５】その帯域フィルタ４２のゲイン対周波数の関係
例（高周波帯域）を示す周波数特性図である。

【図６】その帯域フィルタ４２のゲイン対周波数の関係
例（低周波帯域）を示す周波数特性図である。

【図７】従来方式の輪郭強調用の補正システム１０の構
成例を示すブロック図である。

【図８】Ａは輝度信号Ｙin、Ｂは輪郭補正信号ＡＰ、Ｃ
は補正後の輝度信号Ｙoutの波形例を示す図である。

【符号の説明】

１２・・・レベル検出回路（検出手段）、１３・・・係
数演算ブロック（演算手段）、１４・・・補正手段、１
５・・・利得決定手段、２０・・・輪郭強調用の補正シ
ステム、２１・・・結像レンズ、２２Ａ〜２２Ｃ・・・
プリズム、２３Ａ〜２３Ｃ・・・ＣＣＤ、２４・・・
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号処理回路、２５・・・色信号処理回路、
２６・・・輝度信号処理回路、４１・・・遅延回路、４
２・・・帯域フィルタ、４３・・・アンプ、４４，６０
・・・加算回路、５１，５３，５５，５７，５９・・・
乗算回路、５２，５４，５６，５８・・・遅延素子

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像のビデオ信号から得られた輝度信号
を補正して該画像の輪郭を強調するビデオ信号処理装置
において、前記画像の輝度信号の信号レベルを検出する検出手段
と、前記検出手段による前記輝度信号の信号レベルに応じた
補正係数を演算する演算手段と、前記演算手段による補正係数に基づいて前記輝度信号を
補正する補正手段とを備え、前記画像の隣接画素間の輝度信号の信号レベルの差に応
じた補正係数を前記補正手段に自動可変設定するように
なされたことを特徴とするビデオ信号処理装置。
【請求項２】前記検出手段によって検出された前記画
像の輝度信号の信号レベルに基づいて前記補正手段の利
得を決定する利得決定手段が設けられることを特徴とす
る請求項１記載のビデオ信号処理装置。
【請求項３】前記利得決定手段及び前記補正手段が設
けられる場合であって、前記補正手段に増幅回路が設けられ、前記利得決定手段による利得値に基づいて前記増幅回路
の増幅度を制御することを特徴とする請求項２記載のビ
デオ信号処理装置。
【請求項４】前記画像の輝度信号の信号レベルに応じ
た複数のフィルタ係数を演算する演算手段が設けられる
ことを特徴とする請求項１記載のビデオ信号処理装置。
【請求項５】前記複数のフィルタ係数を演算する演算
手段が設けられる場合であって、前記補正手段は、画像の輝度信号を遅延して出力タイミングを揃える遅延
回路と、前記演算手段から出力されるフィルタ係数に応じて特定
の周波数帯域の輝度信号を通過させる帯域フィルタと、前記帯域フィルタの出力を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力と前記遅延回路の出力とを加算する
加算回路とを有し、前記加算回路は、補正後の画像の輪郭を強調した輝度信号を出力すること
を特徴とする請求項４記載のビデオ信号処理装置。
【請求項６】前記演算手段及び帯域フィルタが設けら
れる場合であって、前記帯域フィルタは、輝度信号を所定のタイミングだけ遅延する遅延素子と、前記演算手段から出力されるフィルタ係数と前記遅延素
子によって遅延された所定のタイミングの輝度信号とを
乗算する乗算回路が複数と、前記乗算回路の全ての出力を加算するフィルタ用の加算
回路とを有することを特徴とする請求項５記載のビデオ
信号処理装置。