JP2546463B2

JP2546463B2 - 波形補正装置

Info

Publication number: JP2546463B2
Application number: JP3360616A
Authority: JP
Inventors: 茂広伊藤
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1996-10-23
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JPH05183777A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、テレビジョン（TV）
受像機、ヒデオテープレコーダ（VTR ）等の各種ビデオ
機器、及び、画像データを扱う各種画像処理装置等に好
適な波形補正装置に関する。そして、この発明は、波形
の変化部即ち波形エッジを急峻化することで画質を改善
するが、観賞者に違和感を与えることなく自然な形で、
再生画像の鮮鋭度及び解像度を改善できる波形補正装置
を提供することを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】従来、画質改善のために用いられる輪郭
補正では、２次微分処理によって輪郭補正成分を求め、
この補正成分を元の信号に適量付加していた。この方法
による輪郭補正では、輪郭補正成分である２次微分波形
が、元の信号の波形変化部（エッジ部）の中点よりもか
なり外側にピークを持つ波形となる。従って、この２次
微分波形を元の信号に付加すると、プリシュートやオー
バーシュートが発生することがあり、期待する程の画質
改善効果がなく、また、再生画像のエッジ部分に白黒の
縁どりができるなどの不自然な輪郭補正となることがあ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、元の信号の波形変化部、即ちエッジ部の
略中点位置にできるだけ滑らかなスロープで波形を急峻
化するための信号成分を付加することでエッジ強調を行
い、過度のプリシュートやオーバーシュートによる不自
然な輪郭補正を防ぎ、観賞者に対して違和感を与えるこ
となく、かつ自然な形で最適な鮮鋭度及び解像度を向上
させることができると共に、ＩＣ化に適した波形補正装
置とするには、どのような手段を講じればよいかという
点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、入力信号である第１の信号が供給
されて、第２の信号を出力する直交高域濾波器と、前記
第１の信号が供給され、第３の信号を出力する同相高域
濾波器と、前記第２及び第３の信号が供給され、この２
つの信号のベクトル合成によって得られる振幅値と位相
値とを用いて非線形処理を行い、前記第３の信号の波形
エッジを急峻化した第４の信号を出力する波形合成器
と、前記第１、第３及び第４の信号が供給され、前記第
１の信号の一部である前記第３の信号を前記第４の信号
と入れ替えることにより、前記第１の信号の波形エッジ
が強調された出力信号を得る加減算器とより構成し、前
記直交高域濾波器と、前記同相高域濾波器とは、それぞ
れの高域濾波器の低域遮断周波数を設定するパラメータ
を調整する制御入力が供給され、前記波形合成器は、非
線形処理のパラメータを調整する制御入力が供給される
ことを特徴とする波形補正装置を提供するものである。

【０００５】

【実施例】図１に、この発明の波形補正装置の一実施例
を示す。また、図２に、波形合成器及び高域濾波器の構
成例を示し、図３〜図８に動作説明図を示す。動作説明
図では、便宜上、簡略化した模擬的な表現法も採用して
ある。また、具体的回路例としてデジタル回路を挙げる
場合でも、その動作説明をわかりやすくするため、その
回路の信号波形をアナログ波形として示すものとする。

【０００６】図１は本発明の実施例であるが、この図で
１−１は直交高域濾波器、１−２は同相高域濾波器、１
−３は波形合成器、１−４は減算器そして１−５は加算
器である。なお、説明の便宜上、各回路自体の処理時間
による信号の遅れ、及びその遅れを単に補正するためだ
けに通常用いられる遅延回路等は、説明上必要な場合を
除いて省略するものとする。

【０００７】この波形補正装置の扱う入力信号の例とし
ては、テレビジョンの輝度信号、色信号、ＲＧＢ信号等
を想定している。従って、上限が４ＭＨｚ迄の周波数成
分を有する入力信号に対し、以下での処理により信号波
形の傾斜部に非線形処理を施し、周波数帯域４ＭＨｚを
越える成分を付加して傾斜部を急峻化することでエッジ
強調を行っている。

【０００８】まず、ラインＬ１から入来する入力信号Ｓ
ａが、図６（ａ）に示すようなステップ信号の場合につ
いて説明する。これは上限周波数ｆ２（約４ＭＨｚ）で
帯域制限された輝度信号の例であり、振幅が１の立ち下
がり部に０〜４ＭＨｚで１００％ロールオフ特性の低域
濾波器を通すことによって得られる波形である。この波
形の傾斜部は約２ＭＨｚの余弦波状になっている。入力
信号Ｓａは、まず直交高域濾波器１−１に供給される。
この直交高域濾波器の周波数特性は虚数部が次式で表わ
され、

【０００９】

【数１】

【００１０】実数部が０であるような微分性の特性であ
る。数１のパラメータβは、濾波器の低域遮断周波数を
調整するものであり、ラインＬ３から制御入力（β）と
して入力される値で０〜１の範囲の値である。図３
（ａ）はβが１の時の周波数特性であり、図３（ｅ）が
そのインパルス応答である。図３（ｃ）はβが０．２５
の時の周波数特性であり（f1= βf2）、図３（ｇ）がそ
のインパルス応答である。インパルス応答は、信号Ｓａ
に対して直交、即ちπ／２の位相差を有している。この
直交高域濾波器を実現するのには、アナログ回路または
ディジタル回路による、例えば図３（ｅ）のインパルス
応答を係数値とする原点対称型のトランスバーサルフィ
ルタなどが用いられる。直交高域濾波器１−１の出力波
形Ｓｂは、図６（ｂ）に示すような波形となる。一方、
入力信号Ｓａは、同相高域濾波器１−２にも供給され
る。同相高域濾波器の周波数特性は、実数部が次式で表
わされ、

【００１１】

【数２】

【００１２】虚数部が０であるような高域濾波特性であ
る。図３（ｂ）はパラメータβが１の時の周波数特性で
あり、図３（ｆ）がそのインパルス応答である。図３
（ｄ）はβが０．２５の時の周波数特性であり（f1=βf
2）、図３（ｈ）がそのインパルス応答である。インパ
ルス応答は、信号Ｓａに対して同位相である。このよう
な同相高域濾波器を実現するには、アナログ回路または
ディジタル回路による、例えば図３（ｆ）のインパルス
応答のような、時間＝０の軸に対称な係数値を持つトラ
ンスバーサルフィルタなどが用いられる。同相高域濾波
器の出力波形Ｓｃは、図６（ｃ）に示すような波形とな
る。直交高域濾波器１−１と同相高域濾波器１−２と
は、振幅特性Ｇ（ｆ）が同一で次式のように表され、

【００１３】

【数３】

【００１４】その周波数特性は前述したように位相差が
π／２で、直交関係となっている。数１に示す特性は、
虚数部に値を持つ高域濾波器の特性であるので、その特
性を有するものを直交高域濾波器と呼び、数２に示す特
性は、実数部に値を持つ高域濾波器の特性であるので、
その特性を有するものを同相高域濾波器と呼ぶことにし
た。２つの濾波器の周波数特性を、周波数の絶対値が０
〜βf2の範囲で直線状に変化するようにし、βf2〜f2の
間で一定値となるようにし、f2以上で０となるようにし
たのは、テレビジョンの伝送特性と微分性の高域濾波特
性を考慮したためである。

【００１５】本実施例では、数１〜数３におけるパラメ
ータβを、ラインＬ３を介して各々の高域濾波器１−
１、１−２に加えられる制御入力（β）により、０〜１
の範囲で調整できるようにしている。パラメータβの値
を調整することにより、本装置は、最適なエッジ強調処
理を行うことを主眼としている。こうしたエッジ強調に
よる画質改善効果の善し悪しを最終的に判断するのは、
画面に映し出された映像を見る人それぞれであり、個人
差がある。よって、効果の善し悪しは、見る人それぞれ
の異なる好みによって決められるものと考える。こうし
た観点から、エッジ強調効果を変えられるパラメータと
して、高域濾波器１−１、１−２の低域遮断周波数を特
定できるβを選定した。ここで、低域遮断周波数ｆｃを
次式で定義しておくことにする。

【００１６】

【数４】

【００１７】低域遮断周波数ｆｃは図３（ａ）及び
（ｂ）における直線傾斜部の中央部、即ちｆ＝βｆ２に
おける振幅値の−６ｄＢの振幅値を与える周波数であ
る。これらの図ではβ＝１であるので、ｆｃ＝２ＭＨｚ
である。パラメータβの値を変えることによる効果の違
いについては、後ほど説明することにする。図２（ｃ）
に直交高域濾波器及び同相高域濾波器の具体的な構成例
として、非巡回型のトランスバーサルフィルタの回路例
を示す。同図において、ブロックＴ0 〜ＴN-1 は単位時
間（例えば７０ｎｓ）ずつ信号を遅延させる遅延回路、
ブロックＭ0 〜ＭN は乗算器、ブロックＣ0 〜ＣN は係
数記憶回路（ラッチ回路）、ブロックＲ0 〜ＲN は記憶
回路（ラッチ回路）、ブロック２−１２は係数値記憶回
路、ブロック２−１３は加算合成回路である。

【００１８】ラインＬ１から供給される入力信号Ｓａ
は、遅延回路ＴN-1 〜Ｔ0 で単位時間ずつ遅延されて出
力される。信号Ｓａ、及び単位時間ずつ遅延した信号
は、各々対応する乗算器ＭN 〜Ｍ0 に供給され、係数記
憶回路ＣN 〜Ｃ0 からの係数値と乗算される。各乗算器
ＭN 〜Ｍ0 からの信号はブロック２−１３で加算合成さ
れて、直交高域濾波器１−１の場合は出力信号Ｓｂ、同
相高域濾波器１−２の場合は出力信号Ｓｃとなる。一
方、ラインＬ３を介して供給される制御信号により、係
数値記憶回路２−１２にパラメータβが設定される。こ
のブロックはＲＯＭなどで構成された記憶回路であり、
予め各乗算器ＭN 〜Ｍ0 で使用する予定の係数値を何種
類かテーブル形式で記憶しておき、必要な時にパラメー
タβに応じて（Ｎ＋１）個の係数値をシリアルに出力す
るようになっている。係数値記憶回路２−１２の出力
は、次段の記憶回路ＲN 〜Ｒ0 に順次書き込まれる。
（Ｎ＋１）個の係数値が記憶回路ＲN 〜Ｒ0 に間違いな
く転送された後、記憶回路ＲN 〜Ｒ0 に記憶された各係
数値が、次段の係数記憶回路ＣN 〜Ｃ0 に同時に転送さ
れ記憶される。このようにして設定された係数値に基づ
き前記の乗算処理が行われ、入力信号Ｓａに対してフィ
ルタリングされた出力信号Ｓｂ（または出力信号Ｓｃ）
が得られる。出力信号にＳｂを出すか、Ｓｃを出すかは
（直交高域濾波器として構成するか、同相高域濾波器と
して構成するかは）、設定される係数値で決まる。ま
た、このフィルタは、パラメータβに応じて特性の少し
ずつ異なる種々の出力信号を取り出すことができる。

【００１９】図１にもどって、波形合成器１−３には直
交高域濾波器１−１及び同相高域濾波器１−２の各出力
信号Ｓｂ、Ｓｃが供給される。これらの信号は位相差が
π／２であり、また、信号Ｓｂが直交成分であることか
ら信号Ｓｂを縦軸に、信号Ｓｃが同相成分であることか
ら信号Ｓｃを横軸に配置して図示すると、図５（ａ）の
ようになる。従って、直交成分と同相成分とのベクトル
合成によって、次式のような、

【００２０】

【数５】

【００２１】２つの信号Ｓｂ、Ｓｃの２乗和の平方根か
ら、合成振幅Ｓｄが求められる。信号Ｓｄは当然のこと
ながら、負の値にはならない。同図から、合成位相θi
は次式、

【００２２】

【数６】

【００２３】で求められる。位相θi の値は、通常−π
／２〜π／２の範囲で計算される。これらの合成振幅Ｓ
ｄ及び合成位相θi などを用いて非線形処理（非線形位
相変換処理）を行うと、信号Ｓｃの波形変化部を急峻化
した信号Ｓｅが求められる。この非線形処理による波形
の急峻化に関しては、本発明者による平成３年特許願第
313605号（整理番号：H03000870 ，名称：画質改善装
置，出願日：平成３年１０月３１日）に説明してある
（例えば段落番号００２１）ので、ここでは詳細な説明
は省略する。

【００２４】図５（ｃ）〜（ｆ）に示すのは、合成位相
θi に非線形処理を施した例である。図５（ｂ）は非線
形処理をしないで、そのまま合成位相θi を出力した例
である。これらの図では、位相値を０〜π／２の範囲で
図示してあるが、−π／２〜０の範囲ではこれと原点
（θi ＝０）対称の波形になる。図５（ｂ）〜（ｆ）に
示す位相の非線形処理関係を次式に示す。

【００２５】

【数７】

【００２６】いずれの処理も横軸π／２にピークが集中
するような位相波形に変換されている。このような非線
形位相変換処理後の出力位相θo を用いて、波形合成器
１−３の出力信号Ｓｅが次式のように求められる。

【００２７】

【数８】

【００２８】一例として、非線形位相変換処理を図５
（ｃ）（数７も参照のこと）のように行った時の信号Ｓ
ｅの波形図を図６（ｄ）に示す。図のように信号Ｓｅ
は、信号Ｓａの立ち下がり部、即ち信号Ｓｃの零をよぎ
る波形変化部が急峻化された波形である。また、信号Ｓ
ｅの零クロス点（図中に丸印で図示）は、信号Ｓｃの零
クロス点からずれていないので、元の信号である信号Ｓ
ｃの位相情報（即ち、信号Ｓａの位相情報）が、非線形
処理後も保存される。この時の非線形位相変換処理のパ
ラメータαは、ラインＬ４を介して加えられる制御入力
（α）によって設定される。図６（ｄ）に示す信号Ｓｅ
を求める際にはα＝８としている。

【００２９】振幅合成器１−３の具体的な構成例を２
つ、図２（ａ），（ｂ）に示す。図２（ａ）は波形合成
器の第１の構成例であり、機能的に５つのブロック（２
−１〜２−５）から成っている。ブロック２−１では入
力信号Ｓｂ及びＳｃから、数６の位相角θi を求め、ブ
ロック２−２で入力信号Ｓｂ及び位相角θi から次式に
示すような直交成分の寄与分、

【００３０】

【数９】

【００３１】を求めている。ブロック２−３では、入力
信号Ｓｃ及び位相角θi から次式に示すような同相成分
の寄与分、

【００３２】

【数１０】

【００３３】を求め、ブロック２−４の加算器でブロッ
ク２−２及び２−３からの信号を加算合成して、数５の
ような合成振幅値Ｓｄを得ている。次のブロック２−５
には、信号Ｓｃとブロック２−１からの位相値θi とブ
ロック２−４からの合成振幅値Ｓｄとが供給され、数７
及び数８の様な演算を行い出力Ｓｅが求められる。ブロ
ック２−５にラインＬ４を介して加えられる制御入力
（α）によって、非線形位相変換処理のパラメータαが
設定される。

【００３４】これらをディジタル回路で構成する場合
は、ブロック２−１〜２−３，２−５は、予想される全
ての入力データに対する出力値を、予め計算してＲＯＭ
などに書き込んで置き、これを参照して出力を得るテー
ブルルックアップ方式などを用いる。ブロック２−４は
よく知られた汎用回路で作成できる。図２（ｂ）は波形
合成器１−３のもう１つの構成例であり、６つの機能ブ
ロック（２−６〜２−１１）から成っている。ブロック
２−６，２−７は乗算器として機能しており、各々入力
される信号Ｓｂ，Ｓｃが２乗されたＳｂ²及びＳｃ²を
出力する。ブロック２−８は加算器であり、Ｓｂ²とＳ
ｃ²の和即ちＳｄ²を得る。ブロック２−９は入力の平
方根を求めるブロックであり、数５に示す合成振幅Ｓｄ
を求めている。ブロック２−１０では、入力される信号
Ｓｄと信号Ｓｂとの比のｓｉｎ^-1から、次式のようにし
て、

【００３５】

【数１１】 θｉ＝ｓｉｎ^−１（Ｓｂ／Ｓｄ）但し、｜θｉ｜≦π／２

【００３６】位相角θi を求めている。この時のθi は
数６と同様、−π／２〜π／２の範囲の値である。ブロ
ック２−１１には、信号Ｓｃとブロック２−９からの合
成振幅Ｓｄとブロック２−１０からの合成位相θi が供
給され、数７及び数８に基づき信号Ｓｅが求められる。

【００３７】図２（ｂ）に示す波形合成器をディジタル
回路で構成する場合は、図２（ａ）と同じように、ブロ
ック２−６，２−７及び２−９〜２−１１には予想され
る全ての入力データに対する出力値を、予め計算してＲ
ＯＭなどに書き込んで置き、これを参照して出力を得る
テーブルルックアップ方式などを用いる。ブロック２−
６、２−７は乗算器を用いてもよい。また、ブロック２
−８は汎用の加算器でよい。このように、波形合成器１
−３では、信号Ｓｂと信号Ｓｃとにより、数７及び数８
に示す非線形処理を行い、信号Ｓｃの波形変化部をより
急峻化した信号Ｓｅを求めている。

【００３８】ここで図１にもどって、波形合成器１−３
からの信号Ｓｅと同相高域濾波器１−２からの信号Ｓｃ
とが供給される次のブロック１−４は、信号Ｓｅから信
号Ｓｃを減算する働きをする減算器であり、次式のよう
な信号Ｓｇ（エッジ強調成分）を求めている。

【００３９】

【数１２】

【００４０】図６（ｅ）はエッジ強調成分となる信号Ｓ
ｇの波形図である。数１２からも分かるように、この信
号Ｓｇは信号ＳｅとＳｃとの差から求められており、信
号Ｓｃの代わりにエッジ強調された信号Ｓｅを入れ換え
る処理をするために、これらの信号間の差を求めている
ことになる。図１の最後のブロック１−５は加算器であ
り、次式のように入力信号Ｓａにエッジ強調成分Ｓｇを
加算合成して、出力信号Ｓｈを求めている。

【００４１】

【数１３】

【００４２】図６（ｆ）が出力ラインＬ２から出力され
るこの実施例装置の出力信号Ｓｈの波形図である。図６
（ａ）に示す本装置への入力信号Ｓａに比べて信号Ｓｈ
は、波形の変化部が急峻化されており、エッジ強調がな
されている。また、その強調の度合は、特に不自然なプ
リシュートやオーバーシュートが付加されず、自然な形
でかつ滑らかである。このエッジ（即ち波形傾斜部）の
滑らかな急峻化が本装置の特徴である。

【００４３】さらに詳しく、出力波形Ｓｈを入力波形Ｓ
ａと比較すると、出力波形Ｓｈは、入力波形Ｓａの波形
変化部（エッジ部）のほぼ中間点に滑らかな波形段差が
あり、波形変化部の傾斜が急峻化されており、的確にエ
ッジ強調された波形となっていることがわかる。出力信
号Ｓｈを再生すれば、輪郭補正された画像が得られる。
また、この波形補正装置のエッジ強調処理は、従来の輪
郭補正のようなプリシュート、オーバーシュートなどの
原信号の振幅を越えたエッジ強調処理とならず、原信号
の振幅内のエッジ強調処理である。従って、この波形補
正装置を組込んだ機器を、デジタル回路で構成した場合
でもオーバーフローの問題が発生せず、その機器は、良
好な画質改善が行える。

【００４４】こうして、ラインＬ２から出力される信号
Ｓｈは、エッジ強調が行われた結果、新たな側波帯成分
が形成され、入力信号Ｓａが本来有する帯域を越えたス
ペクトルが新たに付加された信号となる。この新たなス
ペクトルの付加は、等価的に、原信号の解像度が向上し
たとの印象を観賞者に与え、画像の鮮鋭度を改善する働
きをしている。

【００４５】なお、信号Ｓｈのエッジ部の急峻さ（エッ
ジ強調の度合）は、波形合成器１−３のパラメータαが
固定値であれば、エッジ強調前の元の信号におけるエッ
ジ部が有する周波数特性に依存している。元の信号の立
上がり部及び立下がり部（エッジ部）が、より急峻な傾
斜であれば、強い度合のエッジ強調が行われる。一方、
緩かな傾斜に対しては、弱い度合のエッジ強調が行われ
る。さらに、図６に示すように、出力信号Ｓｈの波形変
化部の中点（中点は図６中に丸印で示した）は、入力信
号Ｓａの波形変化部の中点からずれていないので、元の
信号Ｓａの位相情報が、非線形処理後も保存される。

【００４６】このように、入力信号に付加されるエッジ
強調成分Ｓｇは、入力信号の周波数特性に依存し、入力
信号と位相情報を含めて完全な相関関係があるので、こ
の波形補正装置は、観賞者に対して違和感を与えること
なく、自然な形で、鮮鋭度及び解像度を向上させること
ができる。

【００４７】次に、ラインＬ３から供給される制御入力
（β）によって設定される高域濾波器の特性例を図４に
示す。図４（Ａ）はブロック１−１の直交高域濾波器の
特性例、図４（Ｂ）はブロック１−２の同相高域濾波器
の特性例である。図４（Ａ），（Ｂ）中の各特性
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ次式で表さ
れる。

【００４８】

【数１４】

【００４９】特性（ａ）は、図３（ａ）と図３（ｂ）と
に示した特性のペアに相当し、β＝１である。特性
（ｄ）は図３（ｃ）と図３（ｄ）とに示した特性のペア
に相当し、β＝０．２５である。特性（ａ），（ｄ）の
インパルス応答（図３（ｅ）〜（ｈ））で比較すると、
β＝１よりもβ＝０．２５の方が波形のピーク値が大き
いことが分かる。このことはβを小さくしていくにつれ
て、即ち低域遮断周波数ｆｃ（＝βｆ２／２）を低い方
にもってくるにつれて、エッジ強調の度合いが強くなっ
てくることを意味している。図７は非線形処理のパラメ
ータαを固定し（α＝８）、２つの高域濾波器のパラメ
ータβを変えたときに、出力信号Ｓｈがどのように変化
するかを求めたものである。各パラメータの設定値は次
式のようになっている。

【００５０】

【数１５】

【００５１】図７から分かることは、βを小さくしｆｃ
が小さくなってくると、波形変化部の急峻化が進み、β
＝０．２５ぐらいになると、プリシュート及びオーバー
シュートが発生するようになることである。βの値をい
ろいろ変えて調べてみると、β＝０．４前後のところ
が、プリシュート（オーバーシュート）を発生させずに
急峻化できるぎりぎりのところである。図８では、パラ
メータβ＝０．４に固定したままで、非線形処理のパラ
メータαを変えた場合に、出力信号Ｓｈがどのように変
化するかを示している。各パラメータの設定値は次式の
ようになっている。

【００５２】

【数１６】

【００５３】明らかに、αが大きくなるにつれて、波形
変化部の急峻化が進んでいる。以上のように、パラメー
タα、βを調節することにより、波形の急峻化の度合い
を調整できるが、特にβの設定によって、プリシュート
（オーバーシュート）量を加減することができる。勿
論、ここでいうプリシュート（オーバーシュト）の大き
さは、従来技術のときに比較すれば、はるかに小さい値
ではある。波形的には図８（ｄ）、即ちβ＝０．４（α
＝８の時）ぐらいが適当であるように見えるが、最終的
には映像信号を画像として見る人の好みによってβの値
は決められる。従って、ある程度βの調整可能範囲に幅
を持たせておき（０≦β≦１）、最適な設定ができるよ
うにしておくことが大切である。

【００５４】さて、非線形処理をディジタル回路で行う
場合に問題になることは、標本化周波数にもよるが、波
形の零クロスのずれ、即ち位相歪が起こりがちになるこ
とである（標本化周波数が低いほど位相歪が起こりやす
い）。本発明では、直交及び同相高域濾波器からの信号
の合成振幅値Ｓｄと合成位相値θi を併用しているの
で、位相情報の保存性がよく、比較的こうした歪は少な
い方である。しかしながら、パラメータαの値を大きく
していくと、やはりこうした現象を避けることが出来な
くなる。この種の位相歪を回避するためのには、本発明
者による平成３年特許願第278299号の図２２に示す位相
調整器を用いればよい（位相歪回避動作の説明はここで
は省略する）。この技術を本実施例に併用することで、
標本化周波数が通常よりも低い値の場合でも、エッジ強
調処理時の位相歪による弊害を取り除くことができる。

【００５５】以上のように、本発明によるエッジ強調処
理は、位相情報も含めて入力信号と完全な相関関係があ
り、かつ自然な形で滑らかに最適なエッジ強調成分が付
加されるので、この波形補正装置は、観賞者に対して違
和感を与えることなく、自然な形で、鮮鋭度及び解像度
の向上感を抱かせることができる。

【００５６】また、図示した実施例の各ブロックは、市
販のＩＣ等を用いて簡単に構成できるので、装置全体は
低コストで実現できる。さらに、上記実施例では、入力
信号例として、テレビジョンの輝度信号を用いたが、本
発明の波形補正装置は色信号やＲＧＢ信号などにも適用
できる。また、ディジタル化された画像データに対して
も、本発明と等価な輪郭補正処理、エッジ強調処理が、
コンピュータを使用したソフトウェア処理によって実現
でき、本発明は、画像データのソフトウェアによる加工
処理にも応用できることになる。さらにまた、本発明
は、一般のデジタル伝送通信系の波形劣化を改善するこ
とにも有効である。

【００５７】

【発明の効果】以上の通り本発明の波形補正装置は、以
下の効果を有する。（イ）エッジ強調を、入力信号の傾斜部分の略中点位置
に波形段差を適格に付加することにより行い、その結
果、入力信号の有する周波数帯域外の周波数成分が付加
された出力信号が得られ、輪郭が強調される。（ロ）従来の輪郭補正のようなプリシュート、オーバー
シュートなどの原信号の振幅を越えたエッジ強調に対
し、原信号の振幅内の振幅変化に極力押え込むことがで
きるエッジ強調処理である。従って、この波形補正装置
を組込んだ機器を、デジタル回路で構成した場合でもオ
ーバーフローの問題が発生せず、その機器は、良好な画
質改善が行える。

【００５８】（ハ）入力信号に対するエッジ強調の度合
は、入力信号の含有周波数に依存し、振幅情報と位相情
報を含めて入力信号と完全な相関関係がある。また、こ
のエッジ強調成分は波形変化部を滑らかに急峻化させ
る。従って、エッジ強調処理後の画質は観賞者に対して
違和感を与えることがなく、この波形補正装置は自然な
形で鮮鋭度及び解像度の向上感を抱かせることができ
る。（ニ）互いに直交関係にある同相高域濾波器及び直交高
域濾波器からの信号により得られる合成振幅及び合成位
相を用いた非線形処理によるエッジ強調処理であるの
で、非線形処理にも関わらず、原信号の位相情報の保存
性がよく、本装置をディジタル回路で構成する場合で
も、前記（ハ）で述べた効果が十分に発揮される。

【００５９】（ヘ）波形合成器での非線形処理のパラメ
ータばかりでなく、同相高域濾波器及び直交高域濾波器
の低域遮断周波数を決定するパラメータを可変としたこ
とにより、波形合成器での非線形処理をより効果的に機
能させるような各パラメータの設定が可能になると共
に、より細かくエッジ強調の度合いを調整できる。従っ
て、本装置は、観賞者それぞれの好みに合わせたエッジ
強調の設定ができるなど、使用目的に合わせたエッジ強
調の最適化が可能である。（ト）本発明の波形補正装置における各構成要素は、市
販のＩＣ等の汎用部品を用いて、簡単な回路構成で実現
できる。よって、この波形補正装置は、低コストで容易
に製造でき、幅広い用途を有しているので工業上有効、
有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。

【図２】実施例の波形合成器及び高域濾波器の具体的な
構成例を示す図である。

【図３】実施例の動作説明図である。

【図４】実施例の動作説明図である。

【図５】実施例の動作説明図である。

【図６】実施例の動作説明図である。

【図７】実施例の動作説明図である。

【図８】実施例の動作説明図である。

【符号の説明】

１−１直交高域濾波器１−２同相高域濾波器１−３波形合成器１−４減算器１−５加算器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号である第１の信号が供給されて、
虚数部がＩ（ｆ）＝ｊｆ／ｆｏ（但し、ｆｏは第１の信
号の上限を定める帯域制限周波数）となり、実数部が０
となる周波数特性に従って前記第１の信号を処理した第
２の信号を出力する直交高域濾波器と、前記第１の信号が供給され、実数部がＲ（ｆ）＝｜ｆ／
ｆｏ｜となり、虚数部が０となる周波数特性に従って前
記第１の信号を処理した第３の信号を出力する同相高域
濾波器と、前記第２及び第３の信号が供給され、この２つの信号の
ベクトル合成によって振幅値と位相値とを求め、前記位
相値に非線形処理を施し、前記非線形処理を行った位相
値（θｏ）と前記振幅値（Ｓｄ）と前記第３の信号の極
性（ｓｇｎ（Ｓｃ））とを用いて、下記式により前記第
３の信号の波形エッジを急峻化した第４の信号（Ｓｅ）
を出力する波形合成器と、Ｓｅ＝ｓｇｎ（Ｓｃ）Ｓｄｃｏｓ（｜θｏ｜）前記第１、第３及び第４の信号が供給され、前記第１の
信号から前記第３の信号を減算すると共に前記第４の信
号を加算する演算を行い、前記第１の信号の波形エッジ
が強調された出力信号を得る加減算器とより構成し、前記直交高域濾波器と、前記同相高域濾波器とは、それ
ぞれの高域濾波器の低域遮断周波数を設定するパラメー
タを調整する制御入力が供給され、前記波形合成器は、非線形処理のパラメータを調整する
制御入力が供給されることを特徴とする波形補正装置。