JP2606820B2 - 輪郭強調回路 - Google Patents

輪郭強調回路

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JP2606820B2
JP2606820B2 JP61030650A JP3065086A JP2606820B2 JP 2606820 B2 JP2606820 B2 JP 2606820B2 JP 61030650 A JP61030650 A JP 61030650A JP 3065086 A JP3065086 A JP 3065086A JP 2606820 B2 JP2606820 B2 JP 2606820B2
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敦 宮下
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日立電子株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は映像信号の輪郭強調処理に係り、特にデイ
ジタル映像信号処理方式のテレビジヨンカメラに好適な
輪郭強調回路に関する。
〔従来の技術〕
テレビジヨンカメラは、一般に、例えば第5図、或い
は第6図のように構成されている。
これらのうち、まず第5図はアナログ信号処理方式の
もので、被写体1からの光はレンズ2を通過して撮像管
3の光電変換面に結像し、電気信号に変換され、その
後、プリアンプ5、プロセスアンプ6、輪郭強調回路
7、それにSYNC(同調信号)付加回路8などにより処理
され、映像信号として取り出される。
次に第6図はデイジタル方式のもので、プロセスアン
プ5の出力は、まずA/D変換器10によりデイジタル信号
に変換された後、順次、デイジタルプロセスアンプ11、
デイジタル輪郭強調回路12、デイジタルSYNC付加回路13
で処理され、D/A変換器14で再びアナログ信号に戻され
て映像信号を得るようになつている。
ところで、上記の説明から明らかなように、このよう
な装置では、再生画像の品質劣化防止処理の一つとし
て、輪郭強調処理が行なわれており、このため、一般に
輪郭強調回路が設けられている。
そこで、この輪郭強調回路の従来例を第7図に示す。
この第7図において、入力端子22からa点に供給され
た映像信号Vaは遅延器15,16により時間tdずつ遅延さ
れ、それぞれb点,c点で遅延信号Vb,Vcとなる。その
後、映像信号Vaと遅延信号Vcとは加算器17により加算さ
れ、レベル変換器18によつてレベルが1/2倍の信号Vd
(Va+Vc)/2となつてd点に供給される。そして、この
信号Vdから減算器19により遅延信号Vbが減算された信号
Veがe点に得られる。
従つて、これらの信号の一例を示すと第8図のように
なり、信号Veは輪郭強調信号と呼ばれ、この信号Veを遅
延信号Vbに加算してやれば第8図の信号Vgで示すように
輪郭が強調された映像信号をg点に得ることができる。
ところで、この第8図ではノイズの無い場合での理想
的な状態での波形を示しているが、実際には映像信号中
へのノイズの混入は不可避であり、このため、上記のよ
うに単純に輪郭強調信号Veをそのまま遅延信号Vbに加算
したのでは、ノイズ分も一緒に強調され、S/Nが劣化し
てしまうという問題点を生じる。
そこで、一般には、この輪郭強調信号Veの付加をその
まま行なうのではなくて、そのレベルを元の映像信号の
レベルに応じて制御してから付加するようにする、いわ
ゆるレベル・デイペンデントと呼ばれる機能を持たせて
おり、第7図の例ではそれがレベル制御回路20の付加と
いう形で現われている。なお、このレベル・デイペンデ
ント機能の付加は、同じレベルのノイズであつても、そ
れが再生画像面の明部に現われたときと暗部に現われた
ときでは影響が異なり、暗部に比して明部でのノイズは
あまり目立たないという人間の視覚特性を利用したもの
である。
第7図に戻り、e点に現われた輪郭強調信号Veはレベ
ル制御回路20に入力される。一方、このレベル制御回路
20には輪郭信号抽出部25のb点からの遅延信号Vbも入力
されており、この信号Vbのレベルに応じて輪郭強調信号
Veのレベルを制御するようになつている。そして、この
ようにして遅延信号Vbのレベルに応じてゲインが制御さ
れ、f点に現われた信号が輪郭強調信号として加算器21
に供給され、ここで遅延信号Vbに加算され、g点にはノ
イズの増加を抑えながら充分に輪郭強調が施こされた映
像信号Vgを得るようになつている。
第9図はノイズを含んだ映像信号VNaが入力された場
合の動作例で、輪郭信号抽出部25のe点には同図VNe
示す信号が得られ、これがレベル制御回路20によつて、
同じくb点からの遅延信号のレベルに応じて制御され、
同図VNfに示す信号となり、これが映像信号VNaの遅延信
号に加算されるため、再生画像面の暗部でのノイズの増
加が抑えられた輪郭強調映像信号VNgが得られることに
なる。
なお、上記従来例に関連するものとしては、例えば
「テレビジヨン学会誌、1982年1月号、Vol.36、No.1」
の第30頁以下を挙げることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来例では、映像信号中に混入し
たノイズのうち、比較的レベルの大きなノイズに対して
は、その増大抑制機能が充分に得られないという問題点
があつた。
つまり、上記したように、ノイズ・デイペンデント機
能とは、本来、輪郭強調がもつ弱点、すなわちノイズを
も強調してS/N低下をもたらすという弱点を少しでも緩
和するため、解像度の低下があまり目立たない代りにノ
イズには敏感な画像面の暗部では輪郭強調があまり行な
われないようにし、このため映像信号のレベルに応じて
輪郭強調信号のレベルを制御するようにしたものである
が、このとき、このレベル制御の応答速度が速すぎる
と、映像信号中に混入した比較的大レベルのノイズにも
レベル制御が応答してしまい、このノイズに対して大き
なレベルの輪郭強調信号が現われ、ノイズを大きく強調
し、この結果、或る程度以上大きなノイズに対しては、
それがさらに大きな特大のレベルとなつて残り、画像面
暗部に白い粒状のノイズが現われるという不自然な画質
となつてしまうのである。
なお、以上で説明した従来例では、ゲインを連続的に
制御することができるレベル制御回路20を用い、映像信
号のレベルに応じて輪郭強調信号のレベルを連続的に制
御するようになつているが、普及型のテレビジヨンカメ
ラ等では、上記のような連続的にゲインの制御を行なう
回路の代りに、映像信号のレベルに応じて、その所定レ
ベルを境いにしてそれ以上では有限のゲインを、そして
それ以下ではゲインが零になるような、オン/オフ的な
動作をするレベル制御回路を用いる場合もあり、このよ
うな場合の動作を第11図で説明すると、映像信号aのノ
イズが所定のレベルVthを超えている期間TNではゲイン
が有限(例えば、ゲイン=1.0)それ以外の期間ではゲ
インは零になり、この結果、輪郭抽出された信号eによ
り同図fに示す輪郭強調信号が元の映像信号aに加算さ
れて同図gに示す信号が得られることになる。
従つて、このような方式の場合には、第11図の信号g
の波形から明らかなように、中レベル以下のノイズは全
くレベルが変らず、他方、大レベルのノイズは充分にレ
ベル強調されて特大レベルのノイズとなり、この結果、
ノイズの状態は、中レベル以下のノイズと、大レベルの
ノイズから派生した特大レベルのノイズだけからなる不
自然なノイズ分布状態となり、大粒のノイズが画像面に
目立つて現われる異常なノイズ状態となつてしまう。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点に対処
し、輪郭強調処理によつても不自然なノイズ状態をもた
らすことなく、この点での画質の劣化を充分に抑えるこ
とができる輪郭強調回路を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、輪郭強調処理に付与したレベル・デイ
ペンデント機能におけるレベル制御回路に対するレベル
制御信号の供給を低域通過フイルタを介して行なうこと
により解決される。
〔作 用〕
大レベルのノイズではその変化部分に高周波成分を含
むが、これが低域通過フイルタで阻止されてレベル制御
の応答速度が抑えられるため、大レベルのノイズに対し
ても輪郭強調機能は働かなくなり、大レベルのノイズが
強調されるのを防止できる。
〔実施例〕
以下、本発明による輪郭強調回路について、図示の実
施例により詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例で、図において、30は低域
通過フイルタ(以下、LPFという)であり、その他は第
7図は従来例と同じである。
LPF30は輪郭信号抽出部25内の遅延器15の出力である
遅延信号Sbをレベル制御回路20のレベル制御入力b′に
供給する経路に挿入され、この信号Sb中に含まれている
高域成分がレベル制御回路20のレベル制御入力として供
給されないようにする。
次に、この実施例の動作について説明する。
LPF30へ入力された遅延信号Sbはその高域成分が除去
され、低域成分だけとなつた信号Sb′として出力され
る。こうして高域成分が除かれた信号Sb′はレベル制御
回路20へ入力され、輪郭信号抽出部25により取り出され
た輪郭強調信号Seのゲインを制御する。
そして、入力映像信号Saの低域成分のレベルの大小に
応じたゲイン制御を受けた輪郭強調信号Sfは、元の信号
Sbと加算器21で加算され、輪郭強調された映像信号Sg
なる。
次に、このときの動作を第2図の波形図で説明する。
この第2図は、入力映像信号Saとしてノイズだけを含ん
だ信号の場合について示したもので、大レベルのノイズ
をその一部に含む信号Saが輪郭信号抽出部25に入力され
ると、この信号Saから輪郭信号抽出部25により輪郭強調
信号Seが出力される。また、同時に出力されてくる元の
入力映像信号Saの遅延信号である信号Sbは、LPF30によ
り高域成分が除去されるため、信号Sb′のようになる。
そしてこの信号Sb′により、輪郭強調信号Seのゲインが
制御され、信号Sfとなり、これを元の入力映像信号Sa
同じ波形の信号Sbと加算して輪郭強調された映像信号Sg
が得られる。そして、この図から明らかなように、LPF3
0を設けたことにより、信号Sa(=Sb)に大レベルのノ
イズが含まれていても、ノイズは一般にその波形が急峻
で、高周波成分を多く含んでいるため、これがLPF30で
取り除かれ、レベル制御の信号Sb′にはノイズによるレ
ベル変化はほとんど現われず、この結果、輪郭強調信号
Sfにもノイズによるレベル変化はほとんど現われない。
従つて、この実施例によれば、大レベルのノイズのみ
輪郭強調され、不自然な画像になつてしまうという虞れ
はなく、入力とほぼ等しい信号Sgを得ることができる。
次に、映像分を含む信号の場合での動作例を第3図に
示す。
LPF30を通過した元の信号Saは、信号Sb′のようにな
り、この信号Sb′によりゲインを制御された輪郭強調信
号は信号Sfのようになり、これを元の信号Sbに加算して
輪郭強調した信号は、信号Sgで示すようになり、LPF30
を設けたことによる問題点は特に生じない。
なお、上記実施例では、各部の動作が理想的で、信号
の遅延を発生させない(遅延器15,16は除く)ものとし
て説明した。しかし、現実には、信号の遅延等が各部で
生じるため、それぞれの部分で、信号のタイミングを一
致させるためのdelayライン、もしくは、シフト・レジ
スタ等が必要になるが、これらの設定については、上記
技術に関連する者にとつては容易に行なうことができる
ものであるから、省略して説明した。
次に、ディジタル方式LPFの一実施例を第4図に示
す。
この図で、41〜45は遅延器、46、49は加算器、47は1/
4レベル調整器、48は1/2レベル調整器である。
ここで、遅延器40〜42と、遅延器43〜45により、ディ
ジタル入力映像信号に対して直列に接続された第1と第
2のディジタル遅延回路が構成され、加算器46により、
第2のディジタル遅延回路の出力信号と上記ディジタル
入力映像信号とを加算する第1のディジタル加算器が構
成され、さらに1/4レベル調整器47と、1/2レベル調整器
48、それに加算器49により、第1のディジタル加算器の
出力信号と上記第1のディジタル遅延回路の出力信号と
をそれぞれ所定のレベルで加算する第2のディジタル加
算器が構成されていることになる。
なお、遅延器41〜45には、商品名HD74LS374等として
知られているDタイプ・フリップ・フロップを、そして
加算器46、49には、商品名HD74LS283等として知られて
いるTTL素子をそれぞれ用いれば容易に構成できる。な
お、このようにしてDタイプ・フリツプ・フロツプ等を
用いて遅延を行なう場合にはデイジタル変換に使用した
A/Dコンバータの変換レートに関係したクロツク・パル
スを入力する必要があるのはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、レベル・デイ
ペンデント機能のためのレベル制御信号に低域通過フイ
ルタをかけるという簡単な構成で、大レベルのノイズが
特に強調されて不自然な画質を与えてしまうのを効果的
に抑えることができ、従来技術の問題点を充分に対処し
て、特にデイジタル方式のビデオカメラ等に適用するこ
とにより、ノイズの増大を最少限に抑えながら解像度の
改善を充分に得ることができるというノイズ・デイペン
デント方式の特徴を最大限に活すことができる輪郭強調
回路を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による輪郭強調回路の一実施例を示すブ
ロツク図、第2図及び第3図はその動作説明用の波形
図、第4図はデイジタル方式の低域通過フイルタの一実
施例を示すブロツク図、第5図はアナログ方式のテレビ
ジヨンカメラの一例を示すブロツク図、第6図はデイジ
タル方式のテレビジヨンカメラの一例を示すブロツク
図、第7図は輪郭強調回路の従来例を示すブロツク図、
第8図及び第9図は輪郭強調動作を説明するための波形
図、第10図及び第11図は従来例の問題点を説明するため
の波形図である。 15,16……遅延器、17,21……加算器、18……レベル変換
器、19……減算器、20……レベル制御回路、22……入力
端子、24……出力端子、25……輪郭信号抽出部、30……
低域通過フイルタ(LPF)。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル入力映像信号からディジタル輪
    郭強調信号を抽出する輪郭信号抽出回路と、該ディジタ
    ル輪郭強調信号のレベルを上記ディジタル入力映像信号
    のレベルに応じて制御するレベル制御回路とを備え、該
    レベル制御回路の出力に得られたディジタル輪郭強調信
    号を上記ディジタル映像信号に加算して輪郭強調を行な
    うディジタル・レベルデイペンデント方式の輪郭強調回
    路において、 上記レベル制御回路の制御入力に低域通過フィルタを設
    け、 該低域通過フィルタを、 上記ディジタル入力映像信号に対して直列に接続された
    第1と第2のディジタル遅延回路と、 該第2のディジタル遅延回路の出力信号と上記ディジタ
    ル入力映像信号とを加算する第1のディジタル加算器
    と、 該第1のディジタル加算器の出力信号と上記第1のディ
    ジタル遅延回路の出力信号とをそれぞれ所定のレベルで
    加算する第2のディジタル加算器とで構成し、 上記ディジタル入力映像信号を、上記低域通過フィルタ
    を介して上記レベル制御回路の制御入力に供給するよう
    に構成したことを特徴とする輪郭強調回路。
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