JP2525450B2 - 画質改善装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画質改善装置に関し、例えば、テレビジョン
受像機やビデオプロジェクタ等に適用し得るものであ
る。

［従来の技術］ テレビジョン受像機やビデオプロジェクタ等におい
て、例えば、第５図に示すような黒色周囲部BLと矩形形
状の白色中央部WTでなる画像を表示する場合、投射管や
受像管のレンズや照射面における光線の反射、散乱のた
めに、輝度差の大きいエッジ部EDがぼけるフレアという
現象が生じる。

このようなフレア現象による画質低下をテレビジョン
信号の処理系において補正する画質改善装置が既に提案
されている。すなわち、例えば、第５図の水平方向の走
査線L1に対応するテレビジョン信号は、第６図（Ａ）に
示すように矩形パルス信号S1となるが、この信号を第６
図（Ｂ）に示すように中高域成分を強調した信号S2に変
換して受像管や照射面に表示させた場合に輝度差の大き
い部分をも明確に見えるようにする補正を行なう。この
ような中高域強調を水平方向及び垂直方向の全てに行な
い、フレア補正を実行する。

従って、フレア補正する場合、中高域成分を原テレビ
ジョン信号から抽出してこれを原テレビジョン信号と適
宜合成して中高域成分が低域成分より高い利得を有する
ようにする方法と、低域成分を原テレビジョン信号から
抽出してそれを原テレビジョン信号に適宜合成して中高
域成分が低域成分より高い利得を有するようにする方法
とがある。しかし、中高域成分を抽出してフレア補正を
行う方法は、例えば、白色中央部WTの４隅で極性が反転
するという欠点を有しており、そのため、低域成分を抽
出してフレア補正を行う方法が多く採用されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、デジタルテレビジョン受像機等において、
低域成分を抽出するデジタルローパスフィルタとして
は、いわゆる多くのメモリを必要とする巡回型フィルタ
や非巡回型フィルタが適用され、デジタル化されたテレ
ビジョン信号に対して複雑な演算処理を実行して低域成
分を抽出している。また、デジタルテレビジョン受像機
等においては、サンプリング定理を考慮して多くの場
合、サンプリング周波数をカラーサブキャリア周波数の
４倍や８倍等に選定している。

従って、低域成分を抽出してフレア補正しようとして
も、高い動作周波数で多くのメモリを用いて複雑な演算
をしなければならない。そのため、動作時間を考慮して
従来では並列処理を実行しており、装置を大型、複雑な
ものとしていた。

また、テレビジョン受像機等の即時性を考慮すると、
フレア補正回路の巡回型フィルタや非巡回型フィルタに
用いられるメモリに対して高速でアクセスしなければな
らず、適用するメモリがアクセスタイムの短いものでな
ければならないという制約を与えていた。

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、少な
いメモリによってフレア補正することができ、構成を簡
易、小型なものとすることができる、しかも、メモリに
対するアクセスタイムの制約を緩和した画質改善装置を
提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ かかる課題を解決するため、本発明においては、入力
輝度信号を、水平方向のデジタルローパスフィルタ及び
垂直方向のデジタルローパスフィルタを順次介してその
低域成分を抽出し、この低域抽出信号と入力輝度信号と
を合成して入力輝度信号の中高域を低域より強調した出
力輝度信号を得る画質改善装置において、水平方向のデ
ジタルローパスフィルタから出力された信号のデータの
クロックレートを低くするデータのクロックレート変換
回路を設け、このデータのクロックレートが低くされた
信号を垂直方向のデジタルローパスフィルタに与えるよ
うにした。

［作用］ 入力輝度信号の水平方向の低域成分を水平方向のデジ
タルローパスフィルタが抽出し、その抽出後の信号から
入力輝度信号の垂直方向の低域成分を垂直方向のデジタ
ルローパスフィルタが抽出して２次元的に低域成分を抽
出し、これと入力輝度信号とを適宜合成してフレア補正
された出力輝度信号を形成する。

この際、水平方向のデジタルローパスフィルタから出
力された信号を直ちに垂直方向のデジタルローパスフィ
ルタに与えるのではなく、中高域成分が波されている
ことを考慮して、データのクロックレート変換回路を介
してデータのクロックレートを低くして与える。

その結果、データ数が少なくなって垂直方向のデジタ
ルローパスフィルタが使用するメモリが少なくて良く、
また、その動作周波数が小さいのでアクセスタイムが低
速なメモリを使用でき、全体としての構成を簡易、小型
にし得ると共に、動作速度の制約を緩和している。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述す
る。

実施例の全体構成 第１図において、入力輝度信号YIはアナログ／デジタ
ル変換回路１に与えられ、例えば、カラーサブキャリア
周波数の４倍の周波数でサンプリングされてデジタル信
号に変換された後、２次元ローパスフィルタ２に与えら
れる。２次元ローパスフィルタ２は、水平方向及び垂直
方向について到来する輝度信号の低域成分を抽出し、低
域抽出信号をデジタル／アナログ変換回路３に与える。
デジタル／アナログ変換回路３は、デジタル信号でなる
この低域抽出信号をアナログ信号YLに変換して減算回路
４に減算信号として与える。

また、上述のアナログ／デジタル変換回路１において
デジタル信号に変換された輝度信号は、遅延補償回路５
に与えられる。遅延補償回路５は、２次元ローパスフィ
ルタ２の低域抽出動作に伴う遅延時間と同一の時間だけ
この輝度信号を遅延させてデジタル／アナログ変換回路
６に与える。デジタル／アナログ変換回路６は、デジタ
ル信号でなるこの輝度信号をアナログ信号YIに変換して
減算回路４に被減算信号として与える。

減算回路４は、入力輝度信号YIから、この輝度信号YI
の２次元的な低域成分である低域抽出信号YLを減算し、
その減算信号YSを係数器８を介してフレア補正量が適切
になるように所定倍して加算回路７に与える。加算回路
７には、デジタル／アナログ変換回路６から輝度信号YI
が与えられており、所定倍された減算信号YSMにこの輝
度信号YIを加算する。

従って、加算回路７の出力信号YOは、入力輝度信号Ｙ
に比較して低域成分が代わらないものであって中高域成
分が強調されたもの、すなわち、フレア補正された輝度
信号となっており、次段に出力される。

２次元ローパスフィルタ２は、詳細には、水平方向の
ローパスフィルタ10と、垂直方向のローパスフィルタ11
とを備え、さらに、第１及び第２のデータのクロックレ
ート変換回路12及び13を備えてなる。

アナログ／デジタル変換回路１からの輝度信号は、水
平方向のローパスフィルタ10に与えられる。水平方向の
ローパスフィルタ10は、水平方向についてその輝度信号
を波して低域成分を抽出し、その水平低域抽出信号を
第１のデータのクロックレート変換回路12に与える。こ
のデータのクロックレート変換回路12は、例えばラッチ
回路でなり、そのラッチ周波数がカラーサブキャリア周
波数の２倍に選定されており、ローパスフィルタ10から
の水平低域抽出信号をそのラッチ周波数で、かつ水平走
査ラインとの位相が合うようにラッチし、そのラッチ信
号を垂直方向のローパスフィルタ11に与える。すなわ
ち、第１のデータのクロックレート変換回路12は、水平
方向のローパスフィルタ10からの低域抽出信号をそのデ
ータのクロックレートに対して半分のデータのクロック
レートを有する信号に変換して垂直方向のローパスフィ
ルタ11に与える。

この垂直方向のローパスフィルタ11は、データのクロ
ックレート変換後の水平低域抽出信号を垂直方向につい
て波して垂直方向の低域成分を抽出し、その波信
号、すなわち２次元的な低域抽出信号を第２のデータの
クロックレート変換回路13に与える。

ここで、垂直方向のローパスフィルタ11は、データの
クロックレートの変換によってその動作周波数が従来と
は異なり、水平方向のローパスフィルタ10に比べて半分
となる。従って、従来に比して内部構成が簡易なものと
なる。

なお、このように動作周波数を半分にしても、水平方
向のローパスフィルタ10によって中高域成分が波され
て到来する信号と帯域が低域側に狭いので、垂直方向に
ついて問題なく波することができる。

第２のデータのクロックレート変換回路13は、例えば
ラッチ回路でなり、垂直方向のローパスフィルタ11から
与えられる２次元低域抽出信号のデータのクロックレー
トを倍増して元のデータのクロックレートの信号に変換
して上述したデジタル／アナログ変換回路３を与える。

このようにしたのは、低いデータのクロックレートに
伴う折り返しによる悪影響が生じることを防止するため
である。

ローパスフィルタ10または11の詳細構成 ところで、上述の水平方向及び垂直方向のローパスフ
ィルタ10及び11としては、第２図に示す非巡回型フィル
タ20または第３図に示す巡回型フィルタ30を適用するこ
とができる。

第２図に示す非巡回型フィルタ20はいわゆるトランス
バーサルフィルタ構成のものであって、入力信号が縦属
接続された単位遅延回路211〜214に与えられて水平方向
または垂直方向に連続する５画素の信号が取り出され、
これら５画素の信号がそれぞれ対応する係数器221〜225
によって所定倍された後、一群の加算回路231〜234に与
えられ、これら加算回路231〜234によって総和処理され
て低域抽出信号として出力されるようになされている。

なお、この非巡回型20を水平方向のローパスフィルタ
10に適用する場合には、単位遅延回路211〜214が１サン
プリング周期だけ遅延させるものであることを要し、他
方、この非巡回型フィルタ20を垂直方向のローパスフィ
ルタ11に適用する場合には、単位遅延回路211〜214が１
水平走査ラインだけ遅延させるものであることを要す
る。

また、第３図に示す巡回型フィルタ30においては、入
力信号は係数器31を介して所定倍された後加算回路32に
与えられ、この加算回路32において後述するフィードバ
ック信号と加算されて次段に出力されると共に、縦属接
続された２個の単位遅延回路33及び34に与えられ、かく
して得られた１単位及び２単位時間だけ遅延された信号
がそれぞれ対応する係数器35及び36を介して所定倍され
た後、加算回路37において加算されて上述のフィードバ
ック信号として加算回路32に与えられ、この加算回路32
から低域抽出信号として出力されるようになされてい
る。

なお、この巡回型フィルタ30を水平方向のローパスフ
ィルタ10に適用する場合には、単位遅延回路33及び34が
１サンプリング周期だけ遅延させるものであることを要
し、他方、この巡回型フィルタ30を垂直方向のローパス
フィルタ11に適用する場合には、単位遅延回路33及び34
が１水平走査ラインだけ遅延させるものであることを要
する。

ところで、巡回型フィルタ30の場合、非巡回型フィル
タ20とは異なり、インパルス応答がインパルスより遅れ
た成分だけであるので、その構成のままでは水平方向ま
たは垂直方向のローパスフィルタ10または11として適用
できず、ローパスフィルタ10または11として適用する場
合には、第４図に示すようにかかる構成の巡回型フィル
タ30aを介した後、フレームメモリ等を利用した時間軸
反転回路40を介して時間軸を反転し、その後、かかる構
成の他の巡回型フィルタ30bを介して時間軸の逆方向の
成分を得、さらに時間軸反転回路41を介するようにする
ことを要する。

実施例の動作 以上の動作において、入力輝度信号YIは、アナログ／
デジタル変換回路１を介してデジタル信号に変換された
後、水平方向のローパスフィルタ10に与えられ、この水
平方向のローパスフィルタ10によって水平方向の低域成
分が抽出され、この低域抽出信号がデータのクロックレ
ート変換回路12を介して1/2のデータのクロックレート
を有する信号に変換され、さらに、垂直方向のローパス
フィルタ11によって垂直方向の低域成分が抽出され、こ
の低域抽出信号が第２のデータのクロックレート変換回
路13を介して元のデータのクロックレートを有する信号
に変換され、デジタル／アナログ変換回路３によってア
ナログ信号に変換されて２次元ローパスフィルタ２の出
力信号（２次元低域抽出信号）YLとして減算回路４に与
えられる。

また、デジタル信号に変換された輝度信号は遅延補償
回路５に与えられ、２次元ローパスフィルタ２による動
作遅延時間を補償する分だけ遅延され、デジタル／アナ
ログ変換回路６を介してアナログ信号YIに変換されて減
算回路４に与えられる。

この減算回路４によって原輝度信号YIか２次元ローパ
スフィルタ２による低域抽出信号YLが減算され、この減
算信号YSが係数器８によって所定倍され、この所定倍さ
れた減算信号YSMに加算回路７によって原輝度信号YIが
加算されて水平方向及び垂直方向についてその中高域が
低域より大きい利得を有するフレア補正された輝度信号
YOが得られて次段に出力される。

実施例の効果 従って、上述の実施例によれば、水平方向のローパス
フィルタ10を介した低域抽出信号のデータのクロックレ
ートを第１のデータのクロックレート変換回路12を介し
て下げて垂直方向のローパスフィルタ11に与えるように
したので、垂直方向のローパスフィルタ11が非巡回型ま
たは巡回型フィルタのいずれで構成されようと、従来装
置に比べて必要とするメモリ容量が少なくて良く、メモ
リ数を削減でき、全体としての構成を簡易、小型にする
ことができると共に、メモリのアクセスタイムの制約を
緩和することができる。

他の実施例 なお、上述の実施例においては、非巡回型フィルタま
たは巡回型フィルタの単位遅延回路の段数が４段または
２段のものを示したが、所望の通過特性を得るように適
宜その段数を選定すれば良く、これらの段数に限定され
ることはない。

また、上述の実施例においては、第１のデータのクロ
ックレート変換回路12によってデータのクロックレート
を半分にするものを示したが、折り返し信号等を考慮し
て可能な程度にデータのクロックレートを下げることが
できる。また、この第１のデータのクロックレート変換
回路12を介した信号のデータのクロックレートによって
は、折り返し信号等が問題とならないので、この場合に
は、第２のデータのクロックレート変換回路13を省略し
ても良い。

さらに、上述の実施例においては、データのクロック
レート変換回路12及び13をラッチ回路で構成したものを
示したが、いかなる構成のものであっても良い。

さらにまた、初期のデータのクロックレートがカラー
サブキャリア周波数の４倍のものを示したが、対象とす
るテレビジョン信号の種別等に応じて適宜選定すれば良
い。例えば、高品位テレビジョン信号に対しては高く選
定することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、輝度信号の２次元的
な低域成分を抽出する水平方向のローパスフィルタと垂
直方向のローパスフィルタとの間に、データのクロック
レート変換回路を介挿し、垂直方向のローパスフィルタ
の動作周波数を下げるようにしたので、垂直方向のロー
パスフィルタを構成するメモリの容量を従来装置に比べ
て減少させることができ、全体構成を小型、簡易なもの
とすることができると共に、メモリとして低速なものを
利用することができる画質改善装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画質改善装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図はその水平方向または垂直方向のロー
パスフィルタに適用する非巡回型フィルタを示すブロッ
ク図、第３図は上記実施例の水平方向または垂直方向の
ローパスフィルタに適用する巡回型フィルタを示すブロ
ック図、第４図は巡回型フィルタを用いて上記実施例の
水平方向または垂直方向のローパスフィルタを構成した
場合を示すブロック図、第５図はフレア現象の説明に供
する略線図、第６図はフレア現象の補正の説明を供する
信号波形図である。 １……アナログ／デジタル変換回路、２……２次元ロー
パスフィルタ、４……減算回路、７……加算回路、８…
…係数器、10……水平方向のローパスフィルタ、11……
垂直方向のローパスフィルタ、12……データのクロック
レート変換回路、20……非巡回型フィルタ、30……巡回
型フィルタ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力輝度信号を、水平方向のデジタルロー
   パスフィルタ及び垂直方向のデジタルローパスフィルタ
   を順次介してその低域成分を抽出し、この低域抽出信号
   と上記入力輝度信号とを合成して上記入力輝度信号の中
   高域を低域より強調した出力輝度信号を得る画質改善装
   置において、 上記水平方向のデジタルローパスフィルタから出力され
   た信号のデータのクロックレートを低くするデータのク
   ロックレート変換回路を設け、このデータのクロックレ
   ートが低くされた信号を上記垂直方向のデジタルローパ
   スフィルタに与えるようにしたことを特徴とする画質改
   善装置。
2. 【請求項２】上記水平方向のデジタルローパスフィルタ
   及び上記垂直方向のデジタルローパスフィルタに非巡回
   型フィルタを適用したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の画質改善装置。
3. 【請求項３】上記水平方向のデジタルローパスフィルタ
   及び上記垂直方向のデジタルローパスフィルタを巡回型
   フィルタを用いて構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の画質改善装置。