JP2001285673A - 端辺処理を行う輪郭強調回路 - Google Patents
端辺処理を行う輪郭強調回路Info
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Abstract
より適正に行うために、端辺処理を施す。 【解決手段】 輪郭抽出回路により対象画素の輝度信号
と対象画素の周囲に位置する画素の輝度信号を参照して
対象画素の輪郭成分信号を抽出し、この抽出された輪郭
成分信号を対象画素の輝度信号に加算して出力する輪郭
強調回路26aにおいて、輪郭成分信号の抽出のために
参照すべき位置に画素の輝度信号が存在しない場合の参
照信号を対象画素自身の輝度信号とする。
Description
(例えばディジタルの輝度信号からなる映像信号)から
輪郭成分を抽出し、この抽出した輪郭成分信号を入力し
た輝度信号に加算して輪郭強調された映像信号を出力す
る輪郭強調回路に関するものである。具体的には、対象
画素の輝度信号と対象画素の周囲に位置する画素の輝度
成分を参照して対象画素の輪郭成分を抽出し、この抽出
された輪郭成分を対象画素の輝度信号に加算して出力す
る輪郭強調回路に関するものである。
PDP(プラズマディスプレイパネル)を用いたPDP
表示装置やLCD(液晶ディスプレイ)パネルを用いた
LCD表示装置などが注目されている。このような表示
装置は、ディジタル化された映像信号による直接駆動方
式であり、輪郭強調画像を表示する場合、従来は、図7
に示すような輪郭強調回路を用いて、入力映像信号から
輪郭強調された映像信号を得るようにしていた。
26、遅延調整回路14及び加算器22からなってい
る。輪郭抽出回路26は、映像入力端子10に入力した
デジタルの輝度信号(映像信号の一例)を順次1ドット
分遅延させる1ドット遅延器(D)11、12、13と、
1ドット遅延器11の出力に−1/4を乗算する乗算器
15と、1ドット遅延器12の出力に1/2を乗算する
乗算器16と、1ドット遅延器13の出力に−1/4を
乗算する乗算器17と、これらの乗算器15、16、1
7の出力を加算する加算器21とからなり、対象画素お
よび対象画素の左右(時間的には前後)に隣接する画素
の輝度信号を参照して対象画素の水平方向の輪郭成分
(すなわち高域成分)を抽出して出力する。
入力した輝度信号が加算器22に入力するタイミング
と、輪郭抽出回路26からの輪郭成分信号が加算器22
に入力するタイミングとを調整する。加算器22は、遅
延調整回路14から出力した輝度信号と、輪郭抽出回路
26により抽出された輪郭成分信号とを加算し映像出力
端子23に出力する。
と、乗算器15からは1ドット遅延器11によって1ド
ット分遅延し−1/4が乗じられた信号が出力し、乗算
器16からは1ドット遅延器11および12で2ドット
分遅延し1/2が乗じられた信号が出力し、乗算器17
からは1ドット遅延器11、12および13で3ドット
分遅延し−1/4が乗じられた信号が出力する。これら
の乗算器15、16および17から出力した信号は加算
器21で加算されて輪郭成分信号となる。すなわち、対
象画素自身の輝度信号の参照量は1/2、前後の画素の
輝度信号の参照量はそれぞれ−1/4であり、対象画素
の輝度信号の1/2から前後の画素の輝度信号のそれぞ
れ1/4を差し引いた信号が輪郭成分信号として抽出さ
れる。
定する乗算器の乗算係数の合計は0である。対象画素の
輝度信号と左右の画素の輝度信号を参照する輪郭強調回
路では、前述の従来例のように−1/4+1/2−1/
4=0が一般的である。すなわち、対象画素と前後の画
素の輝度信号が同じ場合はその部分は輪郭ではなく、し
たがって輪郭強調量が0となる。参照量の比率はこれに
限られるものではなく、例えば、−1/6+1/3−1
/6=0でも可能であるが、実際のデジタル回路では、
これらの乗算器はシフト回路が用いられるので、±1/
2nで設定し、加算器21からの輪郭成分信号を適当な
係数の乗算器で乗算する方が都合が良い。また、詳細な
説明は省略するが、対象画素の輝度信号と左右上下の画
素の輝度信号を参照する輪郭強調回路では、対象画素の
参照量は1/2、対象画素の周囲に位置する他の4画素
の参照量はそれぞれ−1/8であり、これらを合計する
と0となる。この輪郭抽出回路26で抽出された輪郭成
分信号と遅延調整回路14からの輝度信号とが加算器2
2で加算され、対象画素の輪郭強調された輝度信号とし
て映像出力端子23から出力する。
て、図8を参照して詳しく説明する。なお、説明の簡略
化のために、画面一面に白を表示するものとして、すな
わち映像部分の輝度信号の大きさはすべて80hとし、
輝度信号が存在しない部分、すなわち映像部分以外の輝
度信号の大きさはすべて00hとして説明する。また、
説明の簡略化のために、乗算器や加算器による処理時間
は無視して(0クロックとして)説明する。さらに、左
右(時間的)に隣接するドットの時間的ピッチは1クロ
ックとして説明する。映像信号入力端子10に、(b)
に示される1ライン分の輝度信号が入力したものとする
と、1ドット遅延器11からは、(c)に示されるよう
に、1ドット分(1クロック)遅延した輝度信号が出力
し、1ドット遅延器12からは、(d)に示されるよう
に、2ドット分(2クロック)遅延した輝度信号が出力
し、1ドット遅延器13からは、(e)に示されるよう
に、3ドット分(3クロック)遅延した輝度信号が出力
する。そして、加算器21からは、(f)に示されるよ
うに、これらの出力信号に−1/4、1/2および−1
/4を乗じて加算された輪郭成分信号が出力する。な
お、加算器21からの輪郭成分信号(f)は、対象画素
の輝度信号の出力期間(映像信号入力端子10に入力し
た輝度信号より2ドット分遅延した期間)に対応する期
間の信号だけが有効となり、それ以外の期間は図示しな
いミュート回路により抑制される。
分信号は、対象画素の輝度信号(2D信号(d))の1
/2から前の画素の輝度信号(3D信号(e))の1/
4と後の画素の輝度信号(1D信号(c))の1/4を
差し引いた信号である。ここで、入力した1ラインの輝
度信号の最初(画面の左側)の1画素に対する輪郭成分
の処理に着目すると、対象画素の輝度信号(2D信号
(d))と後の画素の輝度信号(1D信号(c))は、
正常に輝度信号が存在しているので問題はない。ところ
が、前の画素となる位置には、(e)に示されるよう
に、輝度信号が存在せず、信号としては00hであるた
め、差し引く信号が減り、その結果、過度の輪郭成分信
号が生成され、画面の左側が明るい線として縁取りされ
てしまうことがあるという問題点があった。
(画面の右側)の1画素に対する輪郭成分の処理に着目
すると、対象画素の輝度信号(2D信号(d))と前の
画素の輝度信号(1D信号(e))は、正常に輝度信号
が存在しているので問題はない。ところが、後の画素と
なる位置には、(c)で示されるように、輝度信号が存
在せず、00hであるため、差し引く信号が減り、その
結果、過度の輪郭成分信号が生成され、画面の右側が明
るい線として縁取りされてしまうことがあるという問題
点があった。
象画素の輝度信号と位置的に左右の1画素(時間的に前
後の1画素)の輝度信号を参照して輪郭成分信号を生成
する回路であるが、位置的に上下の1画素(時間的に1
ライン分前後の画素)の輝度信号を参照して輪郭成分信
号を生成する回路の場合でも同様な問題点がある。すな
わち、画面の最初(上)の1ライン上の画素に対する輪
郭成分の処理では、1ライン分前の画素となる位置には
輝度信号が存在せず、また、画面の最後(下)の1ライ
ン上の画素に対する輪郭成分の処理では、1ライン分後
の画素となる位置には輝度信号が存在せず、いずれも0
0hであるため、前記と同様に過度の輪郭成分信号が生
成され、画面の上下が明るい線として縁取りされてしま
うことがあるという問題点があった。
縁取りされてしまうという問題点は、輝度信号が存在し
ない部分の信号が00hのように低いと仮定した場合の
問題点である。しかし、実際には、輝度信号が存在しな
い部分の信号は不定であって、00hであるとは限らず
80hのように高い場合もあり得る。このような場合に
は、画面の端辺が暗い線として縁取りされてしまうとい
う問題点となる。すなわち、画面の端辺の画素を対象画
素として輪郭強調を行う場合、対象画素と相関関係がな
い無意味な信号を参照して輪郭成分を抽出してしまうの
で、正確な輪郭強調ができないという問題点があった。
位置する画素の輪郭強調をより適正に行うために、端辺
処理を施すことができる輪郭強調回路を得ることを目的
とする。
題点を解決するためになされたもので、輪郭抽出回路に
より対象画素の輝度信号と対象画素の周囲に位置する画
素の輝度信号を参照して対象画素の輪郭成分信号を抽出
し、この抽出された輪郭成分信号を対象画素の輝度信号
に加算して出力する輪郭強調回路において、輪郭成分信
号の抽出のために参照すべき位置に画素の輝度信号が存
在しない場合の参照信号を対象画素自身の輝度信号とす
るようにしたものである。
された3個の遅延器と、1番目の遅延器の出力に接続さ
れ、対象画素の時間的に後に隣接する画素の輝度信号を
参照するための係数を乗算する乗算器と、2番目の遅延
器の出力に接続され、対象画素自身の輝度信号を参照す
るための係数を乗算する乗算器と、3番目の遅延器の出
力に接続され、対象画素の時間的に前に隣接する画素の
輝度信号を参照するための係数を乗算する乗算器と、こ
れらの乗算器からの出力を加算して出力する加算器とで
構成した場合、対象画素の前に隣接する位置に画素が存
在しない場合に対象画素の輝度信号をその参照信号とす
るためには、先頭データロード信号に基づいて1番目の
遅延器からの輝度信号または2番目の遅延器からの輝度
信号を選択して3番目の遅延器に入力するセレクタが設
けられる。または、先頭データロード信号に基づいて映
像入力端子から入力された輝度信号または1番目の遅延
器からの輝度信号を選択して2番目の遅延器に入力する
セレクタを設けてもよい。
しない場合に対象画素の輝度信号をその参照信号とする
ためには、最終データホールド信号に基づいて映像入力
端子から入力された輝度信号または1番目の遅延器から
の輝度信号を選択して1番目の遅延器に入力するセレク
タが設けられる。
の第1の実施形態例を図1および図2を用いて説明する
が、図7と同一の構成要素には同一符号を付す。なお、
説明の簡略化のために、画面一面に白を表示するものと
して、すなわち映像部分の輝度信号の大きさはすべて8
0hとし、輝度信号が存在しない部分、すなわち映像部
分以外の輝度信号の大きさはすべて00hとして説明す
る。また、説明の簡略化のために、乗算器や加算器によ
る処理時間は無視して(0クロックとして)説明する。
さらに、左右(時間的)に隣接するドットの時間的ピッ
チは1クロックとして説明する。図1の輪郭強調回路
は、ほぼ図7に示す輪郭強調回路と共通した構成を有し
ている。図7に示す輪郭強調回路との違いは、輪郭抽出
回路26aの構成として、第1、第2および第3のセレ
クター18、19および20と、先頭データロード信号
入力端子24と、最終データホールド信号入力端子25
とが追加されている点である。
映像信号入力端子10に、他方の入力端子が1番目の1
ドット遅延器11の出力に接続され、出力端子が1番目
の1ドット遅延器11の入力に接続されている。さらに
制御端子には、最終データホールド信号入力端子25に
接続されている。第2のセレクタ19は、一方の入力端
子が1番目の1ドット遅延器11の出力に、他方の入力
端子が映像信号入力端子10に接続され、出力端子が2
番目の1ドット遅延器12の入力に接続されている。さ
らに制御端子には、先頭データロード信号入力端子24
に接続されている。第3のセレクタ20は、一方の入力
端子が2番目の1ドット遅延器12の出力に、他方の入
力端子が映像信号入力端子10に接続され、出力端子が
3番目の1ドット遅延器13の入力に接続されている。
さらに制御端子には、先頭データロード信号入力端子2
4に接続されている。
26aの動作を、図2を用いて説明する。まず、画面の
左右の端辺以外の画素、すなわち、輪郭抽出のために参
照する画素の輝度信号がすべて正常に存在する場合は、
図示のとおり、第1のセレクタ18は映像信号入力端子
10側に、第2のセレクタ19は1番目の1ドット遅延
器11の出力側に、第3のセレクタ20は2番目の1ド
ット遅延器12の出力側に切り換っている。この状態で
は、回路全体の接続は図7に示される従来例と同じであ
り、その動作も変わるところはないので説明を省略す
る。
の輪郭抽出の処理について説明する。映像信号入力端子
10に図2(b)に示される輝度信号が入力したものと
する。t1時に、画面左側の端辺に位置する最初(1ド
ット目)の画素の輝度信号が入力すると、この輝度信号
が1番目の1ドット遅延器11に入力するとともに、
(f)で示されるように、先頭データロード信号が入力
端子24から入力され、セレクタ19および20が切り
換って2番目および3番目の1ドット遅延器12および
13にも映像信号入力端子10からの輝度信号が入力す
る。このように、すべての1ドット遅延器11、12、
13に最初の画素の輝度信号が入力し、図2(c)
(d)(e)に示されるように、t2時にそれぞれ1画
素分遅延して出力される。すると、これらの1ドット遅
延器11、12、13から出力された輝度信号は、乗算
器15、乗算器16、乗算器17により、それぞれ−1
/4、1/2、−1/4が乗じられて加算器21で加算
され、輪郭成分信号として出力するが、図2(i)に示
されるように、有効期間ではないので図示しないミュー
ト回路によって出力が抑制されて、輪郭成分信号として
は図2(h)に示されるように00hが出力される。
器11に映像信号入力端子10から入力された2ドット
目の画素の輝度信号が入力し、2番目の1ドット遅延器
12に1番目の1ドット遅延器11から出力された前記
1ドット目の画素の輝度信号が入力し、3番目の1ドッ
ト遅延器13には2番目の1ドット遅延器13から出力
された前記1ドット目の画素の輝度信号が入力する。こ
れらの輝度信号は、t3時に各1ドット遅延器11、1
2、13から出力され、乗算器15、乗算器16、乗算
器17により、それぞれ−1/4、1/2、−1/4が
乗じられて加算器21で加算され、輪郭成分信号として
出力する。
信号は、1ドット目の画素の輝度信号を乗算器17で−
1/4が乗じられた信号と、同じく1ドット目の画素の
輝度信号を乗算器16で1/2が乗じられた信号と、2
ドット目の画素の輝度信号を乗算器15で−1/4が乗
じられた信号とを加算器21で加算した信号である。す
なわち、対象画素である1ドット目の画素には、参照す
べき位置である前の画素が存在しないので、これの代わ
りに対象画素自身の輝度信号を参照して輪郭成分信号が
生成される。
器11に映像信号入力端子10から入力された3ドット
目の画素の輝度信号が入力し、2番目の1ドット遅延器
12に1番目の1ドット遅延器11から出力された前記
2ドット目の画素の輝度信号が入力し、3番目の1ドッ
ト遅延器13には2番目の1ドット遅延器13から出力
された前記1ドット目の画素の輝度信号が入力する。こ
れらの輝度信号は、t4時に各1ドット遅延器11、1
2、13から出力され、乗算器15、乗算器16、乗算
器17により、それぞれ−1/4、1/2、−1/4が
乗じられて加算器21で加算され、輪郭成分信号として
出力する。
信号は、1ドット目の画素の輝度信号を乗算器17で−
1/4が乗じられた信号と、2ドット目の画素の輝度信
号を乗算器16で1/2が乗じられた信号と、3ドット
目の画素の輝度信号を乗算器15で−1/4が乗じられ
た信号とを加算器21で加算した信号である。すなわ
ち、対象画素である2ドット目の画素には、参照すべき
位置である前後の画素に輝度信号が存在するので、これ
らの輝度信号を参照して輪郭成分信号が生成される。以
下、3ドット目から1ラインの最後から2ドット目まで
の輪郭成分信号の生成は同様に処理される。
の輪郭抽出の処理について説明する。t10時に、映像
信号入力端子10から1ラインの最後(画面の右側の端
辺)の画素の輝度信号が入力すると、t11時に、最終
データホールド信号が入力端子25から入力する。そし
て、第1のセレクター18が1番目の1ドット遅延器1
1の出力側に切り換り、1番目の1ドット遅延器11か
ら出力された最後の画素の輝度信号が再度1番目の1ド
ット遅延器11に入力されて、最後の画素の輝度信号が
ホールドされ、2番目の1ドット遅延器12に1番目の
1ドット遅延器11から出力された前記最後の画素の輝
度信号が入力し、3番目の1ドット遅延器13には2番
目の1ドット遅延器12から出力された最後から2ドッ
ト目の画素の輝度信号が入力する。これらの輝度信号
は、t12時に各1ドット遅延器11、12、13から
出力され、乗算器15、乗算器16、乗算器17によ
り、それぞれ−1/4、1/2、−1/4が乗じられて
加算器21で加算され、輪郭成分信号として出力する。
分信号は、最後から2ドット目の画素の輝度信号を乗算
器17で−1/4が乗じられた信号と、最後の画素の輝
度信号を乗算器16で1/2が乗じられた信号と、同じ
く最後の画素の輝度信号を乗算器15で−1/4が乗じ
られた信号とを加算器21で加算した信号である。すな
わち、対象画素である最後の画素には、参照すべき位置
である後の画素が存在しないので、これの代わりに対象
画素自身の輝度信号を参照して輪郭成分信号が生成され
る。
の実施形態例を図3および図4を用いて説明する。図3
の輪郭強調回路は、ほぼ図1に示す輪郭強調回路と共通
した構成を有している。図1に示す輪郭強調回路との違
いは、第3のセレクタ20を省略した点である。
素の輝度信号の輪郭成分の抽出には、1ドット前の画素
の輝度信号の代わりとなる対象画素の輝度信号と、対象
画素自身の輝度信号と、1ドット後の画素の輝度信号を
参照できるようにすればよく、要するに、t1時に映像
信号入力端子10に入力した輝度信号が、2番目の1ド
ット遅延器12から出力すると同時に3番目の1ドット
遅延器13からも出力するようにすればよい。このため
には、映像信号入力端子10に入力した1ドット目の画
素の輝度信号を、1番目の1ドット遅延器11に入力す
ると同時に2番目の1ドット遅延器12にも入力すれば
よい。
先頭データロード信号にしたがって、第2のセレクタ1
9を映像信号入力端子10側に切り換えれば、映像信号
入力端子10から入力された1ドット目の画素の輝度信
号が1番目と2番目の1ドット遅延器11、12に同時
に入力される。このとき、t2時の対象画素の輝度信号
が本来は00hであるところが80hとなるため、輪郭
抽出回路26bから出力されるべき輪郭成分信号は、図
4(h)に示されるように、エラーを含んだ20hとな
ってしまう。しかし、このt2時は、図4(i)に示さ
れるように、映像信号の有効期間ではないため、図示し
ないミュート回路によって抑制されて出力されないので
問題とはならない。
の実施形態例を図5および図6を用いて説明する。図5
の輪郭強調回路は、ほぼ図1に示す輪郭強調回路と共通
した構成を有している。図1に示す輪郭強調回路との違
いは、第2のセレクタ19を省略したことと、第3のセ
レクタ20への入力が1番目の1ドット遅延器11の出
力と2番目の1ドット遅延器12の出力になっている点
である。また、第1の実施形態例の先頭データロード信
号は、図2(f)に示されるようにt1時に入力される
が、第3の実施形態例の先頭データロード信号は、図6
(f)に示されるようにt2時に入力される
に映像信号入力端子10に入力した輝度信号が、2番目
の1ドット遅延器12から出力すると同時に3番目の1
ドット遅延器13からも出力するようにすればよい。こ
のためには、映像信号入力端子10に入力した1ドット
目の画素の輝度信号が、2番目の1ドット遅延器12に
入力すると同時に3番目の1ドット遅延器13にも入力
すればよい。
先頭データロード信号にしたがって、第3のセレクタ2
0を1番目の1ドット遅延器11側に切り換えれば、1
番目の1ドット遅延器11から出力された1ドット目の
画素の輝度信号が2番目と3番目の1ドット遅延器1
2、13に同時に入力される。このとき、t2時の輪郭
抽出回路26cから出力されるべき輪郭成分信号は、図
6(h)に示されるように、図8(f)に示されると同
様のエラーを含んだ20hとなってしまう。しかし、こ
のt2時は、図6(i)に示されるように、映像信号の
有効期間ではないため、図示しないミュート回路によっ
て抑制されて出力されないので問題とはならない。
に対象画素の時間的に前後(画面上の左右)の画素に基
づいて輪郭成分を抽出する場合の例を示したが、本発明
はこれに限られるものではなく、画面上の左右上下の画
素に基づいて輪郭成分を抽出するものにも利用すること
ができ、さらに、加えて斜め上下左右の画素に基づいて
輪郭成分を抽出するものにも利用できる。
路は、対象画素の輪郭成分の抽出の際に参照すべき位置
に画素の輝度信号が存在しない場合に、参照信号を対象
画素自身の輝度信号としたので、画面の左右上下の端辺
における画素の輪郭成分の抽出を適正に行うことがで
き、端辺の画素だけが明るくなってしまうことがないと
いう効果を有するものである。
を示すブロック図である。
すタイムチャート図である。
を示すブロック図である。
すタイムチャート図である。
を示すブロック図である。
すタイムチャート図である。
ある。
号を示すタイムチャート図である。
遅延器、14…遅延調整回路、15、16、17…乗算
器、18、19、20…セレクタ、21、22…加算
器、23…映像信号出力端子、24、先頭データロード
信号入力端子、25…最終データホールド信号入力端
子、26a、26b、26c…輪郭抽出回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 輪郭抽出回路により対象画素の輝度信号
と対象画素の周囲に位置する画素の輝度信号を参照して
対象画素の輪郭成分信号を抽出し、この抽出された輪郭
成分信号を対象画素の輝度信号に加算して出力する輪郭
強調回路において、 輪郭成分信号の抽出のために参照すべき位置に画素の輝
度信号が存在しない場合の参照信号を対象画素自身の輝
度信号とすることを特徴とする端辺処理を行う輪郭強調
回路。 - 【請求項2】 輪郭抽出回路は、直列に接続された3個
の遅延器と、1番目の遅延器の出力に接続され、対象画
素の時間的に後に隣接する画素の輝度信号を参照するた
めの係数を乗算する乗算器と、2番目の遅延器の出力に
接続され、対象画素自身の輝度信号を参照するための係
数を乗算する乗算器と、3番目の遅延器の出力に接続さ
れ、対象画素の時間的に前に隣接する画素の輝度信号を
参照するための係数を乗算する乗算器と、これらの乗算
器からの出力を加算して出力する加算器と、先頭データ
ロード信号に基づいて1番目の遅延器からの輝度信号ま
たは2番目の遅延器からの輝度信号を選択して3番目の
遅延器に入力するセレクタからなることを特徴とする請
求項1記載の端辺処理を行う輪郭強調回路。 - 【請求項3】 輪郭抽出回路は、直列に接続された3個
の遅延器と、1番目の遅延器の出力に接続され、対象画
素の時間的に後に隣接する画素の輝度信号を参照するた
めの係数を乗算する乗算器と、2番目の遅延器の出力に
接続され、対象画素自身の輝度信号を参照するための係
数を乗算する乗算器と、3番目の遅延器の出力に接続さ
れ、対象画素の時間的に前に隣接する画素の輝度信号を
参照するための係数を乗算する乗算器と、これらの乗算
器からの出力を加算して出力する加算器と、先頭データ
ロード信号に基づいて映像入力端子から入力された輝度
信号または1番目の遅延器からの輝度信号を選択して2
番目の遅延器に入力するセレクタからなることを特徴と
する請求項1記載の端辺処理を行う輪郭強調回路。 - 【請求項4】 輪郭抽出回路は、直列に接続された3個
の遅延器と、1番目の遅延器の出力に接続され、対象画
素の時間的に後に隣接する画素の輝度信号を参照するた
めの係数を乗算する乗算器と、2番目の遅延器の出力に
接続され、対象画素自身の輝度信号を参照するための係
数を乗算する乗算器と、3番目の遅延器の出力に接続さ
れ、対象画素の時間的に前に隣接する画素の輝度信号を
参照するための係数を乗算する乗算器と、これらの乗算
器からの出力を加算して出力する加算器と、最終データ
ホールド信号に基づいて映像入力端子から入力された輝
度信号または1番目の遅延器からの輝度信号を選択して
1番目の遅延器に入力するセレクタからなることを特徴
とする請求項1記載の端辺処理を行う輪郭強調回路。
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