JP2000224441A - 輪郭強調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輪郭強調回路として２次微分波形を用いる回
路構成の場合には、元信号を１次微分系を２段通すこと
になることから、信号レベルの減衰が大きく、２次微分
後の信号レベルが小さくなるため、ノイズに弱いものと
なる。 【解決手段】 元信号（ａ）を異なる時定数の２つの１
次微分回路１１，１２で微分し、これら１次微分回路１
１，１２の各１次微分出力（ｂ），（ｃ）を元信号
（ａ）に対して加減算器１６で加減算することで、黒側
のアンダーシュート成分と白側のオーバーシュート成分
とが付加された輪郭強調後の信号波形（ｅ）を得るよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像表示装置の映
像処理回路において、映像信号の輪郭強調を行う輪郭強
調回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管（ＣＲＴ；cathode ray tub
e）、液晶表示装置（ＬＣＤ；liquid crystal displa
y）、放電表示管（ＰＤＰ；plasma display panel）な
どの映像表示装置において、その映像処理回路には、輝
度信号に含まれる輪郭部を強調し、鮮鋭度の高い画像を
ディスプレイ上に再現するために、映像信号の輪郭強調
を行う輪郭強調回路が設けられている。

【０００３】この輪郭強調回路としては、群遅延特性の
平坦な遅延回路を用いて輝度信号の立上がり部分を２次
微分し、この２次微分波形を用いる回路構成のものが一
般的に知られている。その従来例の回路構成を図５に示
す。また、図６に、図５の各部（ａ）〜（ｄ）の信号波
形（ａ）〜（ｄ）を示す。ここで、信号波形（ａ）〜
（ｅ）については、簡単のため、全て直線にて表記する
ものとする。

【０００４】図５において、従来例に係る輪郭強調回路
１００は、元信号（ａ）を２次微分回路１０１で２次微
分し、その２次微分波形（ｂ）をアンプ１０２で増幅す
る一方、元信号（ａ）をディレイ回路１０３で遅延し、
その遅延後の信号（ｃ）をアンプ１０４で増幅し、しか
る後アンプ１０４を経た信号（ｃ）に対してアンプ１０
２を経た２次微分波形（ｂ）を加算器１０５で加算し、
アンプ１０６で増幅することにより、輪郭強調後の信号
（ｄ）を得る回路構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来例に係る輪郭強調回路１００では、２次微分波
形（ｂ）の零クロス点と、元信号（ａ）の上昇のセンタ
ーを合わせる必要があることから、元信号（ａ）を遅ら
せなければならないため、ディレイ回路１０３が必要と
なる。ディレイ回路としては、Ｌ，Ｃ，Ｒの複合部品の
ディレイライン、又はディレイ用ＩＣを用いるのが一般
的であるが、いずれも価格が高く、かつ基板マウントの
面積を大きく必要とすることになる。

【０００６】しかも、２次微分回路１０１では、元信号
（ａ）を１次微分系を２段通すことになることから、元
信号（ａ）の信号レベルの減衰が大きく、２次微分後の
信号（ｂ）の信号レベルが小さくなるため、元信号
（ａ）にノイズが乗っていると、加算後の信号（ｄ）に
おいて相対的にノイズの方が目立つことになり、ノイズ
に弱いものとなる。

【０００７】また、輪郭強調回路として、２次微分波形
を用いる構成のもの以外に、ディレイ回路を複数（通
常、３回路）用い、各ディレイ波形を加減算することに
よって輪郭強調後の信号波形を得る構成のものや、ディ
レイ回路による信号反射を用いて輪郭強調後の信号波形
を得る構成のものなどもあるが、いずれの場合にも２次
微分波形を用いる場合と同様に、ディレイ回路を必要と
することから、輪郭強調回路をマウントする基板が拡大
するとともに、コストアップとなる。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ノイズに対して強
く、また回路システムの小型化および低コスト化が可能
な輪郭強調回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による輪郭強調回
路は、互いに異なる時定数を有し、元信号として入力さ
れる映像信号を１次微分する少なくとも２つの１次微分
回路と、元信号に対して少なくとも２つの１次微分回路
の各微分出力を加減算する演算回路とを備えた構成とな
っている。

【００１０】上記構成の輪郭強調回路において、少なく
とも２つの１次微分回路は互いに異なる時定数にて元信
号を１次微分することで、下降時間の異なる少なくとも
２つの微分波形を生成する。そして、演算回路は、これ
ら微分波形を元信号に対して加減算することで、黒側の
アンダーシュート（プリシュート）成分と白側のオーバ
ーシュート成分とが付加された輪郭強調後の信号波形を
得る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第
１実施形態に係る輪郭強調回路の回路構成を示すブロッ
ク図である。

【００１２】図１において、本実施形態に係る輪郭強調
回路１０は、元信号を１次微分する例えば２個の１次微
分回路１１，１２と、元信号を増幅するアンプ１３と、
１次微分回路１１，１２の各１次微分出力を増幅するア
ンプ１４，１５と、アンプ１３で経た元信号に対してア
ンプ１４，１５を経た１次微分回路１１，１２の各１次
微分出力を加減算する演算回路、例えば加減算器１６
と、この加減算器１６の加減算出力を増幅するアンプ１
７とを有する構成となっている。

【００１３】上記構成の輪郭強調回路１０において、元
信号として、輝度信号、複合映像信号あるいはＲ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色信号などが入力され
る。２つの１次微分回路１１，１２は、汎用のＲ，Ｃで
簡単に構成できるため、回路規模も小さくて済む。ま
た、これら１次微分回路１１，１２は、それぞれ異なる
時定数を持っている。すなわち、１次微分回路１１，１
２の各１次微分波形の下降時間がそれぞれ異なる設定と
なっている。

【００１４】次に、第１実施形態に係る輪郭強調回路１
０の回路動作について、図２のタイミングチャートを用
いて説明する。なお、図２のタイミングチャートにおい
て、各信号波形（ａ）〜（ｅ）は、図１の各部（ａ）〜
（ｅ）の信号波形を対応関係をもって示している。ま
た、信号波形（ａ）〜（ｅ）については、簡単のため、
全て直線にて表記するものとする。

【００１５】先ず、元信号（ａ）はアンプ１３において
適当な利得で増幅されて加減算器１６に供給されるとと
もに、２つの１次微分回路１１，１２に直接供給され
る。これら１次微分回路１１，１２は、互いに異なる時
定数をもって元信号（ａ）を微分することにより、下降
時間（ディレイ時間）ｔ１，ｔ２が異なる２種類の１次
微分波形（ｂ），（ｃ）を生成する。ここでは、１次微
分回路１２の方が１次微分回路１１に比べて時定数が大
きくなるように設定されている。これにより、下降時間
がｔ２＞ｔ１の関係となる。

【００１６】１次微分波形（ｂ），（ｃ）は、アンプ１
４，１５においてそれぞれ適当な利得で増幅された後加
減算器１６に供給される。具体的には、下降時間ｔ１が
小さい１次微分波形（ｂ）はアンプ１４を経た後加減算
器１６の減算入力となり、下降時間ｔ２が大きい１次微
分波形（ｃ）はアンプ１５を経た後加減算器１６の加算
入力となる。これにより、加減算器１６は先ず、アンプ
１５を経た１次微分波形（ｃ）からアンプ１４を経た１
次微分波形（ｂ）を減算する処理を行う。これにより、
減算波形（ｄ）が得られる。

【００１７】加減算器１６はさらに、１次微分波形
（ｃ）からの１次微分波形（ｂ）の減算波形（ｄ）を、
アンプ１３を経た元信号（ａ）に対して加算する処理を
行う。これにより、加減算器１６の加減算波形として、
黒側のアンダーシュート（プリシュート）、即ち映像信
号の上昇前段又は下降後段の黒強調成分と、白側のオー
バーシュート、即ち、即ち映像信号の上昇後段又は下降
前段の白強調成分とが付加された輪郭強調後の信号波形
（ｅ）が得られる。

【００１８】これにより、輝度信号に含まれる輪郭部、
即ち映像信号の上昇前段又は下降後段の黒と上昇後段又
は下降前段の白を強調し、鮮鋭度の高い画像をディスプ
レイ上に再現することができる。そして、アンプ１４，
１５の各々の利得を調整することにより、輪郭強調の利
得を変えることができる。

【００１９】上述したように、元信号（ａ）を異なる時
定数の２つの１次微分回路１１，１２で微分し、これら
微分出力（ｂ），（ｃ）を元信号（ａ）に対して加減算
することにより、扱う波形が１次のみであり、生成する
波形の減衰も少ないため、元信号（ａ）にノイズが乗っ
ていても、ノイズが目立つことはなく、ノイズに対して
強い輪郭強調回路を構築できる。しかも、１次微分回路
１１，１２を汎用の安価な汎用部品で構成できかつ回路
規模も小さいため、輪郭強調回路をマウントする基板を
小型化できるとともに、コストダウンも可能となる。

【００２０】なお、第１実施形態に係る回路例では、元
信号（ａ）、１次微分回路１１，１２の各１次微分出力
（ｂ），（ｃ）および加減算器１６の加減算出力に対し
てアンプ１３，１４，１５，１７をそれぞれ設ける構成
としたが、これらアンプを必ずしも全て設ける必要はな
く、適宜省略することが可能である。さらには、加減算
器１６に増幅機能を持たせてアンプを省略することも可
能である。

【００２１】また、第１実施形態に係る回路例では、元
信号（ａ）に対する２つの１次微分出力（ｂ），（ｃ）
の加減算処理を単一の加減算器１６で行う構成とした
が、１次微分出力（ｃ）から１次微分出力（ｂ）を減算
する減算器と、この減算器の減算出力を元信号（ａ）に
加算する加算器との組合せや、元信号（ａ）から１次微
分出力（ｂ）を減算する減算器と、この減算器の減算出
力に１次微分出力（ｂ）を加算する加算器との組合せ
や、元信号（ａ）と１次微分出力（ｃ）とを加算する加
算器と、この加算器の加算出力から１次微分出力（ｂ）
を減算する減算器との組合せなどの構成を採ることも可
能である。

【００２２】図３は、本発明の第２実施形態に係る輪郭
強調回路の回路構成を示すブロック図である。

【００２３】図３において、本実施形態に係る輪郭強調
回路２０は、元信号を遅延するディレイ回路２１と、こ
のディレイ回路２１の遅延出力を増幅するアンプ２２
と、元信号を１次微分する例えば２個の１次微分回路２
３，２４と、これら１次微分回路２３，２４の各１次微
分出力を増幅するアンプ２５，２６と、アンプ２６を経
た１次微分出力からアンプ２５を経た１次微分出力を減
算する減算器２７と、ディレイ２１およびアンプ２２を
経た元信号に対して減算器２７の減算出力を加算する加
算器２８と、この加算器２８の加算出力を増幅するアン
プ２９とを有する構成となっている。

【００２４】上記構成の輪郭強調回路２０において、元
信号として、輝度信号、複合映像信号あるいはＲ，Ｇ，
Ｂの色信号などが入力される。ディレイ回路２１として
は、Ｌ，Ｃ，Ｒの複合部品のディレイライン、又はディ
レイ用ＩＣが用いられる。２つの１次微分回路２３，２
４は、汎用のＲ，Ｃで簡単に構成できるため、回路規模
も小さくて済む。また、これら１次微分回路２３，２４
は、それぞれ異なる時定数を持っている。すなわち、１
次微分回路２３，２４の各１次微分波形の下降時間がそ
れぞれ異なる設定となっている。

【００２５】次に、第２実施形態に係る輪郭強調回路２
０の回路動作について、図４のタイミングチャートを用
いて説明する。なお、図４のタイミングチャートにおい
て、各信号波形（ａ）〜（ｅ）は、図３の各部（ａ）〜
（ｅ）の信号波形を対応関係をもって示している。ま
た、信号波形（ａ）〜（ｅ）については、簡単のため、
全て直線にて表記するものとする。

【００２６】先ず、元信号（ａ）はディレイ回路２１お
よび２つの１次微分回路２３，２４に供給される。２つ
の１次微分回路２３，２４は、互いに異なる時定数をも
って元信号（ａ）を微分することにより、下降時間（デ
ィレイ時間）が異なる２種類の１次微分波形（ｂ），
（ｃ）を生成する。ここでは、１次微分回路２４の方が
１次微分回路２３に比べて時定数が大きくなるように設
定されている。

【００２７】これら１次微分波形（ｂ），（ｃ）は、ア
ンプ１４，１５においてそれぞれ適当な利得で増幅され
た後減算器２７に供給される。減算器２７はアンプ２４
を経た１次微分波形（ｃ）からアンプ２５を経た１次微
分波形（ｂ）を減算する処理を行う。これにより、減算
波形（ｄ）が得られる。この減算波形（ｄ）は、加算器
２８に供給される。

【００２８】一方、ディレイ回路２１は、減算器２７の
減算波形（ｄ）の零クロス点に対して元信号（ａ）のセ
ンターを合わせるために、元信号（ａ）を適当な時間だ
けディレイさせる。そのディレイ後の信号（ｆ）は、ア
ンプ２２において適当な利得で増幅された後加算器２８
に供給される。

【００２９】加算器２８は、アンプ２２を経たディレイ
後の信号（ｆ）に対して減算器２７の減算波形（ｄ）を
加算する処理を行う。これにより、加算器２８の加算波
形として、黒側のアンダーシュート（映像信号の上昇前
段又は下降後段の黒強調）成分と白側のオーバーシュー
ト（映像信号の上昇後段又は下降前段の白強調）成分と
が付加された輪郭強調後の信号波形（ｅ）が得られる。

【００３０】これにより、第１実施形態に係る輪郭強調
回路１０の場合と同様に、輝度信号に含まれる輪郭部を
強調し、鮮鋭度の高い画像をディスプレイ上に再現する
ことができる。そして、アンプ２５，２６の各々の利得
を調整することにより、輪郭強調の利得を変えることが
できる。

【００３１】上述したように、元信号を異なる時定数の
２つの１次微分回路２３，２４で微分し、これら微分出
力を元信号をディレイさせた信号に対して加減算するこ
とにより、扱う波形が１次のみであり、生成する波形の
減衰も少ないため、元信号にノイズが乗っていても、ノ
イズが目立つことはなく、ノイズに対して強い輪郭強調
回路を構築できる。

【００３２】ただし、１次微分回路２３，２４を汎用の
安価な汎用部品で構成できかつ回路規模も小さくて済む
が、ディレイ回路２１を使用する分だけ第１実施形態に
係る輪郭強調回路１０の場合よりも、本実施形態に係る
輪郭強調回路２０をマウントする基板が大型化するとと
もに、コストアップとなる。

【００３３】なお、第２実施形態に係る回路例では、デ
ィレイ回路２１の遅延出力（ｆ）、１次微分回路２３，
２４の各１次微分出力（ｂ），（ｃ）および加算器２８
の加算出力に対してアンプ２２，２５，２６，２９をそ
れぞれ設ける回路構成としたが、これらアンプを必ずし
も全て設ける必要はなく、適宜省略することが可能であ
る。さらには、減算器２７および加算器２９に増幅機能
を持たせてアンプを省略することも可能である。

【００３４】また、第２実施形態に係る回路例では、デ
ィレイ回路２１の遅延出力（ｆ）に対する１次微分出力
（ｂ），（ｃ）の加減算処理を、１次微分出力（ｃ）か
ら１次微分出力（ｂ）を減算する減算器２７と、この減
算器２７の減算出力をディレイ回路２１の遅延出力
（ｆ）に加算する加算器２８との組合せで行う構成とし
たが、第１実施形態に係る回路例の場合のように、単一
の加減算器によって行うようにしても良く、また他の組
合せによって行うようにしても良い。

【００３５】またさらに、第１，第２実施形態では、１
次微分回路を２個用いた回路構成の場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、１次微分回路を
３個以上用いる回路構成とすることも可能である。この
回路構成の場合には、３個目以上の１次微分回路の微分
波形は、加減算処理後の信号波形の補正用として用いる
ことになり、最少２個の１次微分回路で輪郭強調は可能
である。

【００３６】さらにまた、第１，第２実施形態において
は、原信号として高レベル側が白、低レベル側が黒の信
号を用いるとしたが、高レベル側が黒、低レベル側が白
の原信号に対しても同様に適用可能であり、この場合に
は、加算と減算の処理が逆になることは言うまでもな
い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも２つの１次微分回路を用いて下降時間の異な
る少なくとも２つの微分波形を生成し、これら微分波形
を元信号に加減算することで、黒側のアンダーシュート
成分と白側のオーバーシュートとが付加された輪郭強調
後の信号波形を得るようにしたことにより、扱う波形が
１次のみであり、生成する波形の減衰も少ないため、ノ
イズに対して強い輪郭強調を実現できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る輪郭強調回路の構
成を示すブロック図である。

【図２】第１実施形態に係る輪郭強調回路の回路動作を
説明するためのタイミングチャートである。

【図３】本発明の第２実施形態に係る輪郭強調回路の構
成を示すブロック図である。

【図４】第２実施形態に係る輪郭強調回路の回路動作を
説明するためのタイミングチャートである。

【図５】従来例に係る輪郭強調回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】従来例に係る輪郭強調回路の回路動作を説明す
るためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０…第１実施形態に係る輪郭強調回路、１１，１２，
２３，２４…１次微分回路、１６…加減算器、２０…第
２実施形態に係る輪郭強調回路、２１…ディレイ回路、
２７…減算器、２８…加算器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに異なる時定数を有し、元信号とし
   て入力される映像信号を１次微分する少なくとも２つの
   １次微分回路と、 前記元信号に対して前記少なくとも２つの１次微分回路
   の各微分出力を加減算する演算回路とを備えたことを特
   徴とする輪郭強調回路。
2. 【請求項２】 前記演算回路は、前記２つの１次微分回
   路のうち、時定数が大きい方の微分出力から時定数が小
   さい方の微分出力を減算し、その減算出力を前記元信号
   に対して加算する処理を行うことを特徴とする請求項１
   記載の輪郭強調回路。
3. 【請求項３】 前記元信号を遅延して前記演算回路に供
   給するディレイ回路を有することを特徴とする請求項１
   記載の輪郭強調回路。