JP3214667B2 - 輪郭補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受像
機やディスプレイ装置等の画像表示装置に表示する映像
信号の輪郭を急峻にする輪郭補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機やディスプレイ装置
等の画像表示装置に表示する映像信号の輪郭を急峻にす
る輪郭補正装置が種々提案されている。輪郭補正装置
は、映像信号の輪郭にオーバーシュート及びプリシュー
ト（もしくはアンダーシュート）を付加して輪郭を補正
するのが一般的である。これに対し、オーバーシュート
及びプリシュートを付加した後、シュート成分を除去す
るようにした輪郭補正装置もある。この種の従来の輪郭
補正装置の一例として、特開平５―２９２５２２号公報
に記載のものがある。

【０００３】上記先願に記載の輪郭補正装置は、アナロ
グ回路により構成されており、アナログ信号に対しては
上記先願の明細書に記載の通り、輪郭補正動作をする。
しかし、上記先願に記載の輪郭補正装置における遅延回
路を単に１クロック遅延素子に置き換えてデジタル回路
として構成しても、輪郭補正動作はしない。これについ
て、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は上記
先願に記載の輪郭補正装置における遅延回路を１クロッ
ク遅延素子に置き換えてデジタル回路として構成したブ
ロック図、図１５は図１４の動作を説明するための波形
図である。

【０００４】図１４において、入力端子２０１より入力
されたデジタル信号は、１クロック遅延素子であるＤフ
リップフロップ２０２，２０３に順次入力され、１クロ
ックずつ遅延される。入力端子２０１より入力されたデ
ジタル信号は、最大値検出回路２０４，最小値検出回路
２０５，ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０６にも入力さ
れる。

【０００５】Ｄフリップフロップ２０２，２０３の出力
はそれぞれ、最大値検出回路２０４，最小値検出回路２
０５，ＨＰＦ２０６に入力される。Ｄフリップフロップ
２０２より出力された入力信号に対して１クロック遅延
した信号Ｂ１は、図１５（Ａ）に示す信号であり、この
信号Ｂ１は加算器２０８に入力される。この信号Ｂ１を
注目画素とする。

【０００６】最大値検出回路２０４は、注目画素である
信号Ｂ１を中心とする入力された３画素より最大レベル
の画素を検出し、図１５（Ｃ）に示す信号Ｂ３を出力す
る。この信号Ｂ３は最小値検出回路２１０に入力され
る。最小値検出回路２０５は、信号Ｂ１を中心とする入
力された３画素より最小レベルの画素を検出し、図１５
（Ｄ）に示す信号Ｂ４を出力する。この信号Ｂ４は最大
値検出回路２０９に入力される。

【０００７】ＨＰＦ２０６は、一例として、タップ利得
を（−１／２，１，−１／２）とする３タップのフィル
タである。ＨＰＦ２０６は、信号Ｂ１を中心とする入力
された３画素より、信号Ｂ１のエッジ部分の高域周波数
信号成分を生成する。そして、ＨＰＦ２０６の出力は、
ゲイン係数を例えば２とすると、乗算器２０７に入力さ
れて２倍され、図１５（Ｂ）に示す信号Ｂ２とされる。
この信号Ｂ２は加算器２０８に入力される。

【０００８】加算器２０８は、入力された信号Ｂ１と信
号Ｂ２とを加算し、図１５（Ｅ）に示す信号Ｂ５を出力
する。この信号Ｂ５は、信号Ｂ１に高域周波数信号成分
が付加された信号である。信号Ｂ５は、最大値検出回路
２０９に入力される。

【０００９】最大値検出回路２０９は、信号Ｂ４と信号
Ｂ５との内、大きい方を選択し、図１５（Ｆ）に示す信
号Ｂ６を出力する。この最大値検出回路２０９によっ
て、信号Ｂ５におけるアンダーシュートの部分が除去さ
れる。信号Ｂ６は最小値検出回路２１０に入力される。
最小値検出回路２１０は、信号Ｂ３と信号Ｂ６との内、
小さい方を選択し、図１５（Ｇ）に示す信号Ｂ７を出力
する。この最小値検出回路２１０によって、信号Ｂ６に
おけるオーバーシュートの部分が除去される。信号Ｂ７
は、出力端子２１１より出力される。

【００１０】図１５（Ａ）に示す信号Ｂ１と図１５
（Ｇ）に示す信号Ｂ７とを比較すれば分かるように、信
号Ｂ１と信号Ｂ７とは全く同じ信号波形となり、図１４
に示す構成では、輪郭補正動作を全くしない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、映像信号の
輪郭にシュート成分を付加して輪郭を補正するようにし
た従来の輪郭補正装置においては、輪郭補正の補正量を
大きくすると、シュート成分も必然的に大きくなり、画
質を劣化させてしまう。また、輪郭補正装置をテレビジ
ョン受像機のみならず、コンピュータ機器やプリンタ装
置等の種々の機器に用いることを考えれば、アナログ回
路ではなく、デジタル回路で構成することが望ましい。

【００１２】そこで、画質を劣化させるようなシュート
成分が付加することなく輪郭を良好に補正することがで
きるデジタル回路による輪郭補正装置が望まれている。
しかも、この場合、耐ノイズ特性に優れていることがよ
り好ましい。

【００１３】しかしながら、上述のように、特開平５―
２９２５２２号公報に記載のようなシュート成分を除去
するようにしたアナログ回路による輪郭補正装置を、単
純にデジタル回路によって構成しても、輪郭補正動作は
せず、上記の要望を満足することはできない。

【００１４】さらに、輪郭補正の対象となっている画像
の種類によって、あるいは、輪郭補正装置を用いる機器
の種類によっては、シュート成分を全く付加しないこと
が望ましい場合と、ある程度のシュート成分を付加する
ことが望ましい場合とがある。そこで、シュート成分を
必要に応じて任意に付加することができる輪郭補正装置
も望まれている。

【００１５】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、本発明の目的は、シュート成分が付加する
ことなく輪郭を良好に補正することができるデジタル回
路による輪郭補正装置を提供することである。本発明の
他の目的は、シュート成分を必要に応じて任意に付加す
ることができるデジタル回路による輪郭補正装置を提供
することである。本発明のさらに他の目的は、耐ノイズ
特性に優れたデジタル回路による輪郭補正装置を提供す
ることである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、（１）入力されたデジタル映像信号の輪郭を補正する輪
郭補正装置において、前記入力されたデジタル映像信号
における注目画素を中心とした少なくとも５画素の領域
の内、中央レベルの画素より大きいレベルの画素であ
り、最大レベルの画素を除く画素のレベルを上限値とし
て検出する上限検出手段と、前記注目画素を中心とした
少なくとも５画素の領域の内、中央レベルの画素より小
さいレベルの画素であり、最小レベルの画素を除く画素
のレベルを下限値として検出する下限検出手段と、前記
注目画素に対する高域周波数信号成分を生成する高域周
波数信号成分生成手段と、前記注目画素に前記高域周波
数信号成分を付加する付加手段と、前記付加手段の出力
の信号レベルを、前記上限値と前記下限値との間で振幅
制限する振幅制限手段とを設けて構成したことを特徴と
する輪郭補正装置を提供し、 （２）入力されたデジタル映像信号の輪郭を補正する輪
郭補正装置において、前記入力されたデジタル映像信号
における注目画素を中心とした少なくとも５画素の領域
の内、中央レベルの画素より大きいレベルの画素のレベ
ルを上限値として検出する上限検出手段と、前記注目画
素を中心とした少なくとも５画素の領域の 内、中央レベ
ルの画素より小さいレベルの画素のレベルを下限値とし
て検出する下限検出手段と、前記注目画素に対する高域
周波数信号成分を生成する高域周波数信号成分生成手段
と、前記注目画素に前記高域周波数信号成分を付加する
付加手段と、前記付加手段の出力の信号レベルを、前記
上限値と前記下限値との間で振幅制限する振幅制限手段
と、前記振幅制限手段によって振幅制限した信号に高域
周波数信号成分を付加することにより、シュート成分を
付加的に生成させるシュート成分生成手段とを設けて構
成したことを特徴とする輪郭補正装置を提供し、 （３）入力されたデジタル映像信号の輪郭を補正する輪
郭補正装置において、前記入力されたデジタル映像信号
における注目画素を中心とした少なくとも５画素の領域
の内、中央レベルの画素より大きいレベルの画素のレベ
ルを上限値として検出する上限検出手段と、前記注目画
素を中心とした少なくとも５画素の領域の内、中央レベ
ルの画素より小さいレベルの画素のレベルを下限値とし
て検出する下限検出手段と、前記注目画素に対する高域
周波数信号成分を生成する高域周波数信号成分生成手段
と、前記注目画素に前記高域周波数信号成分を付加する
付加手段と、前記付加手段の出力の信号レベルを、前記
上限値と前記下限値との間で振幅制限する振幅制限手段
と、前記上限値を増加させ、前記下限値を減少させるこ
とにより、前記振幅制限手段の出力にシュート成分を付
加的に生成させるシュート成分生成手段と を設けて構成
したことを特徴とする輪郭補正装置を提供するものであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の輪郭補正装置につ
いて、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の輪
郭補正装置との比較例を示すブロック図、図２及び図３
は本発明の輪郭補正装置との比較例の動作を説明するた
めの波形図、図４は本発明の輪郭補正装置の第１実施例
を示すブロック図、図５及び図６は本発明の輪郭補正装
置の第１実施例の動作を説明するための波形図、図７〜
図１１はそれぞれ本発明の輪郭補正装置の第２〜第６実
施例を示すブロック図、図１２及び図１３は図８，図９
に示す本発明の輪郭補正装置の第３，第４実施例におけ
る動作を説明するための波形図である。

【００１８】一般に、ベースバンドの映像信号は、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色信号、または、輝
度信号と２つの色差信号の３チャンネルの信号よりな
る。以下の説明では、簡略化のため、１チャンネルのみ
について示す。即ち、入力されるデジタル信号は、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３原色信号または輝度信号，色差信号のいずれ
かである。

【００１９】＜比較例＞ 図１において、入力端子１より入力されたデジタル信号
は、１クロック遅延素子であるＤフリップフロップ２〜
５に順次入力され、１クロックずつ遅延される。入力端
子１より入力されたデジタル信号は、最大値検出回路
６，最小値検出回路７，ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８
にも入力される。

【００２０】Ｄフリップフロップ２〜５の出力はそれぞ
れ、最大値検出回路６，最小値検出回路７，ＨＰＦ８に
入力される。Ｄフリップフロップ３より出力された入力
信号に対して２クロック遅延した信号Ｂ１は、図２
（Ａ）に示す信号であり、この信号Ｂ１は加算器１０に
入力される。この信号Ｂ１を注目画素とする。

【００２１】最大値検出回路６は、注目画素である信号
Ｂ１を中心とする入力された５画素より最大レベルの画
素を検出し、図２（Ｃ）に示す信号Ｂ３を出力する。即
ち、最大値検出回路６は、入力された５画素より最大値
を上限値として検出する上限検出手段である。この信号
Ｂ３は最小値検出回路１２に入力される。最小値検出回
路７は、信号Ｂ１を中心とする入力された５画素より最
小レベルの画素を検出し、図２（Ｄ）に示す信号Ｂ４を
出力する。即ち、最小値検出回路７は、入力された５画
素より最小値を下限値として検出する下限検出手段であ
る。この信号Ｂ４は最大値検出回路１１に入力される。

【００２２】ＨＰＦ８は、一例として、タップ利得を
（−１／４，−１，５／２，−１，−１／４）とする５
タップのフィルタである。ＨＰＦ８は、信号Ｂ１を中心
とする入力された５画素より、信号Ｂ１のエッジ部分の
高域周波数信号成分を生成する。なお、高域周波数信号
成分とは直流成分がなく、交流成分のみの信号である。
ＨＰＦ８のタップ利得はこれに限定されず、適宜に設定
すればよい。

【００２３】そして、ＨＰＦ８の出力は、ゲイン係数を
例えば２とすると、乗算器９に入力されて２倍され、図
２（Ｂ）に示す信号Ｂ２とされる。この信号Ｂ２は加算
器１０に入力される。加算器１０は、入力された信号Ｂ
１と信号Ｂ２とを加算し、図２（Ｅ）に示す信号Ｂ５を
出力する。この信号Ｂ５は、信号Ｂ１に高域周波数信号
成分が付加された信号である。信号Ｂ５は、最大値検出
回路１１に入力される。

【００２４】最大値検出回路１１は、信号Ｂ４と信号Ｂ
５との内、大きい方を選択し、図２（Ｆ）に示す信号Ｂ
６を出力する。この最大値検出回路１１によって、信号
Ｂ５におけるアンダーシュートの部分が除去される。信
号Ｂ６は最小値検出回路１２に入力される。最小値検出
回路１２は、信号Ｂ３と信号Ｂ６との内、小さい方を選
択し、図２（Ｇ）に示す信号Ｂ７を出力する。この最小
値検出回路１２によって、信号Ｂ６におけるオーバーシ
ュートの部分が除去される。

【００２５】なお、最大値検出回路１１及び最小値検出
回路１２は、信号Ｂ５を、最大値検出回路６による最大
値（上限値）と最小値検出回路７による最小値（下限
値）との間で振幅制限する振幅制限手段として動作して
いることが分かる。

【００２６】以上の動作により、信号Ｂ７は、信号Ｂ１
と比較して傾斜の中心付近の傾きが２倍となってエッジ
が急峻となり、シュート成分が付加することなく輪郭補
正される。そして、この信号Ｂ７は、出力端子１３より
出力される。なお、信号Ｂ７の傾斜の中心付近の傾き
は、乗算器２９のゲイン係数の値によって自由に設定す
ることができる。

【００２７】このように、比較例においては、映像信号
における注目画素を中心として５画素の領域より、最大
レベルの画素と最小レベルの画素を検出するようにして
いるので、図２に示すように輪郭補正動作をする。比較
例では、５画素の領域としているが、勿論、６画素以上
の領域より、最大レベルの画素と最小レベルの画素を検
出するようにしてもよく、少なくとも５画素以上の画素
であればよい。

【００２８】ここで、図１に示す比較例の輪郭補正装置
に、ノイズが混入した信号が入力された場合について考
える。ノイズが混入した信号が入力されたときの各部の
動作信号波形の例を図３に示す。図３において、（Ａ）
〜（Ｇ）にはそれぞれ信号Ｂ１〜Ｂ７の波形を示してい
る。図３（Ａ）に示す信号Ｂ１において、Ｎ１，Ｎ２が
ノイズである。このような単発ノイズが加わると、出力
される信号Ｂ７においては、図３（Ｇ）に示すように、
３クロックの領域に渡ってノイズが拡大されてしまう。
即ち、図１に示す比較例の輪郭補正装置においては、耐
ノイズ特性がよくない。

【００２９】＜第１実施例＞ そこで、耐ノイズ特性を改良したのが図４に示す本発明
の第１実施例である。図４において、入力端子２１より
入力されたデジタル信号は、１クロック遅延素子である
Ｄフリップフロップ２２〜２５に順次入力され、１クロ
ックずつ遅延される。入力端子２１より入力されたデジ
タル信号は、上限検出回路２６，下限検出回路２７，ハ
イパスフィルタ（ＨＰＦ）２８にも入力される。

【００３０】Ｄフリップフロップ２２〜２５の出力はそ
れぞれ、上限検出回路２６，下限検出回路２７，ＨＰＦ
２８に入力される。Ｄフリップフロップ２３より出力さ
れた入力信号に対して２クロック遅延した信号Ｂ１は、
図５（Ａ）に示す信号であり、この信号Ｂ１は加算器３
０に入力される。この信号Ｂ１を注目画素とする。

【００３１】上限検出回路２６は、注目画素である信号
Ｂ１を中心とする入力された５画素より、最大レベルの
画素ではなく、２番目に大きいレベルの画素を検出し、
図５（Ｃ）に示す信号Ｂ３を出力する。なお、上限検出
回路２６は、入力された画素の内、最大レベルの画素を
除き中央レベルより大きいレベルの画素を検出するもの
であり、図４の構成においては、５画素より検出する構
成であるので、必然的に２番目に大きいレベルの画素と
なる。この信号Ｂ３は最小値検出回路３２に入力され
る。

【００３２】下限検出回路２７は、信号Ｂ１を中心とす
る入力された５画素より最小レベルの画素ではなく、２
番目に小さいレベルの画素を検出し、図５（Ｄ）に示す
信号Ｂ４を出力する。この信号Ｂ４は最大値検出回路３
１に入力される。なお、下限検出回路２７は、入力され
た画素の内、最小レベルの画素を除き中央レベルより小
さいレベルの画素を検出するものであり、図４の構成に
おいては、５画素より検出する構成であるので、必然的
に２番目に小さいレベルの画素となる。

【００３３】ＨＰＦ２８は、一例として、タップ利得を
（−１／４，−１，５／２，−１，−１／４）とする５
タップのフィルタである。ＨＰＦ２８は、信号Ｂ１を中
心とする入力された５画素より、信号Ｂ１のエッジ部分
の高域周波数信号成分を生成する。

【００３４】そして、ＨＰＦ２８の出力は、ゲイン係数
を例えば２とすると、乗算器２９に入力されて２倍さ
れ、図５（Ｂ）に示す信号Ｂ２とされる。この信号Ｂ２
は加算器３０に入力される。加算器３０は、入力された
信号Ｂ１と信号Ｂ２とを加算し、図５（Ｅ）に示す信号
Ｂ５を出力する。この信号Ｂ５は、信号Ｂ１に高域周波
数信号成分が付加された信号である。信号Ｂ５は、最大
値検出回路３１に入力される。

【００３５】最大値検出回路３１は、信号Ｂ４と信号Ｂ
５との内、大きい方を選択し、図５（Ｆ）に示す信号Ｂ
６を出力する。この最大値検出回路３１によって、信号
Ｂ５におけるアンダーシュートの部分が除去される。信
号Ｂ６は最小値検出回路３２に入力される。最小値検出
回路３２は、信号Ｂ３と信号Ｂ６との内、小さい方を選
択し、図５（Ｇ）に示す信号Ｂ７を出力する。この最小
値検出回路３２によって、信号Ｂ６におけるオーバーシ
ュートの部分が除去される。

【００３６】なお、最大値検出回路３１及び最小値検出
回路３２は、信号Ｂ５を、上限検出回路２６による上限
値と下限検出回路２７による下限値との間で振幅制限す
る振幅制限手段として動作していることが分かる。

【００３７】以上の動作により、信号Ｂ７は、信号Ｂ１
と比較して傾斜の中心付近の傾きが２倍となってエッジ
が急峻となり、シュート成分が付加することなく輪郭補
正される。そして、この信号Ｂ７は、出力端子３３より
出力される。なお、信号Ｂ７の傾斜の中心付近の傾き
は、乗算器２９のゲイン係数の値によって自由に設定す
ることができる。図５（Ｇ）に示す信号Ｂ７と図２
（Ｇ）に示す信号Ｂ７とを比較すれば分かるように、図
４の構成における信号Ｂ７と図１の構成における信号Ｂ
７とは同じ信号波形となる。

【００３８】ここで、図４に示す第１実施例の輪郭補正
装置に図３で説明したのと同じノイズが混入した場合に
ついて、図６を用いて説明する。図６において、（Ａ）
〜（Ｇ）にはそれぞれ信号Ｂ１〜Ｂ７の波形を示してい
る。図６（Ａ）に示す信号Ｂ１において、Ｎ１，Ｎ２が
ノイズである。

【００３９】上記のように、第１実施例の構成において
は、上限検出回路２６は、入力された画素の内、最大レ
ベルの画素を除き中央レベルより大きいレベルの画素
（ここでは、２番目に大きいレベルの画素）を検出し、
下限検出回路２７は、入力された画素の内、最小レベル
の画素を除き中央レベルより小さいレベルの画素（ここ
では、２番目に小さいレベルの画素）を検出する。従っ
て、出力される信号Ｂ７においては、図６（Ｇ）に示す
ように、ノイズが完全に除去され、図５（Ｇ）と同じ信
号波形となる。従って、第１実施例によれば、耐ノイズ
特性に優れた輪郭補正装置とすることができる。

【００４０】このように、注目画素である信号Ｂ１を中
心とする入力された５画素より、上限値と下限値を検出
する構成においては、ノイズが５画素以上離れて単発で
発生する場合には、上限値は最大値であっても２番目に
大きいレベルであっても、また、下限値は最小値であっ
ても２番目に小さいレベルであっても得られる波形は同
一となる。ノイズが２画素以上連続すると、図１と図４
の構成では、得られる波形は異なることになる。耐ノイ
ズ特性の点から、図４の構成が望ましい。

【００４１】＜第２実施例＞ 図７に示す第２実施例は、第１実施例の輪郭補正装置を
２次元に拡張したものである。図７において、入力端子
５０より入力されたデジタル信号は、１水平期間の遅延
素子５１〜５４に順次入力され、１水平期間ずつ遅延さ
れる。入力端子５０より入力されたデジタル信号は、ま
た、１クロック遅延素子であるＤフリップフロップ５５
〜５８に順次入力され、１クロックずつ遅延される。遅
延素子５１〜５４より出力されたデジタル信号は、それ
ぞれ、同じく１クロック遅延素子であるＤフリップフロ
ップ５９〜６２，６３〜６６，６７〜７０，７１〜７４
に順次入力され、１クロックずつ遅延される。

【００４２】入力端子５０より入力されたデジタル信号
は、上限検出回路７５，下限検出回路７６，２次元ハイ
パスフィルタ（２次元ＨＰＦ）７７にも入力される。Ｄ
フリップフロップ５５〜７４の出力はそれぞれ、上限検
出回路７５，下限検出回路７６，２次元ＨＰＦ７７に入
力される。以上により、上限検出回路７５，下限検出回
路７６，２次元ＨＰＦ７７には、Ｄフリップフロップ６
４より出力された信号Ｂ１を中心として水平方向５画
素，垂直方向５画素の合計２５画素の信号が入力される
ことになる。信号Ｂ１は加算器７９に入力される。

【００４３】上限検出回路７５は、注目画素である信号
Ｂ１を中心とする入力された２５画素を、レベルの小さ
い順（もしくは大きい順）に１〜２５に順位付けし、そ
の２５画素より、最大レベルの画素ではなく、例えば最
大レベルから４番目に大きいレベルの画素を検出して信
号Ｂ３を出力する。この信号Ｂ３は最小値検出回路３２
に入力される。

【００４４】なお、上限検出回路７５は、入力された画
素の内、最大レベルの画素を除き中央レベルより大きい
レベルの画素を検出するものである。さらに望ましく
は、上限検出回路７５は、入力された画素の最小レベル
から最大レベルまでを小レベル部，中間レベル部，大レ
ベル部に３等分し、その大レベル部の内、最大レベルの
画素を除いたレベルの画素を検出する。従って、図７の
構成においては、２番目に大きいレベルの画素でも、３
番目に大きいレベルの画素でも、あるいは、５番目に大
きいレベルの画素でもよい。上限検出回路７５がどのレ
ベルの画素を検出するかは、ノイズの除去効果と輪郭補
正の効果との関係で最適なものを選択すればよい。

【００４５】下限検出回路７６は、信号Ｂ１を中心とす
る入力された２５画素を、レベルの小さい順（もしくは
大きい順）に１〜２５に順位付けし、その２５画素よ
り、最小レベルの画素ではなく、最小レベルから４番目
に小さいレベルの画素を検出して信号Ｂ４を出力する。
この信号Ｂ４は最大値検出回路８０に入力される。

【００４６】なお、下限検出回路７６は、入力された画
素の内、最小レベルの画素を除き中央レベルより小さい
レベルの画素を検出するものである。さらに望ましく
は、下限検出回路７６は、入力された画素の最小レベル
から最大レベルまでを小レベル部，中間レベル部，大レ
ベル部に３等分し、その小レベル部の内、最小レベルの
画素を除いたレベルの画素を検出する。従って、図７の
構成においては、２番目に小さいレベルの画素でも、３
番目に小さいレベルの画素でも、あるいは、５番目に小
さいレベルの画素でもよい。下限検出回路７６がどのレ
ベルの画素を検出するかは、ノイズの除去効果と輪郭補
正の効果との関係で最適なものを選択すればよい。

【００４７】２次元ＨＰＦ７７は、一例として、タップ
利得を次のように設定する。 -1/256 -4/256 -6/256 -4/256 -1/256 -4/256 -16/256 -24/256 -16/256 -4/256 -6/256 -24/256 220/256 -24/256 -6/256 -4/256 -16/256 -24/256 -16/256 -4/256 -1/256 -4/25 6 -6/256 -4/256 -1/256 ここでは、２５タップのフィルタであり、タップ利得が
中央に対して対称となっている。

【００４８】２次元ＨＰＦ７７は、信号Ｂ１を中心とす
る入力された２５画素より、信号Ｂ１のエッジ部分の高
域周波数信号成分を生成する。そして、２次元ＨＰＦ７
７の出力は、ゲイン係数を例えば２とすると、乗算器７
８に入力されて２倍され、信号Ｂ２とされる。この信号
Ｂ２は加算器７９に入力される。

【００４９】加算器７９は、入力された信号Ｂ１と信号
Ｂ２とを加算し、信号Ｂ５を出力する。この信号Ｂ５
は、信号Ｂ１に高域周波数信号成分が付加された信号で
ある。信号Ｂ５は、最大値検出回路８０に入力される。

【００５０】最大値検出回路８０は、信号Ｂ４と信号Ｂ
５との内、大きい方を選択し、信号Ｂ６を出力する。こ
の最大値検出回路８０によって、信号Ｂ５におけるアン
ダーシュートの部分が除去される。信号Ｂ６は最小値検
出回路８１に入力される。最小値検出回路８１は、信号
Ｂ３と信号Ｂ６との内、小さい方を選択し、信号Ｂ７を
出力する。この最小値検出回路８１によって、信号Ｂ６
におけるオーバーシュートの部分が除去される。なお、
最大値検出回路８０及び最小値検出回路８１は、信号Ｂ
５を、上限検出回路７５による上限値と下限検出回路７
６による下限値との間で振幅制限する振幅制限手段とし
て動作していることが分かる。

【００５１】以上の動作により、信号Ｂ７は、信号Ｂ１
と比較して傾斜の中心付近の傾きが急峻となり、シュー
ト成分が付加することなく輪郭補正される。そして、こ
の信号Ｂ７は、出力端子８２より出力される。なお、信
号Ｂ７の傾斜の中心付近の傾きは、乗算器７８のゲイン
係数の値によって自由に設定することができる。

【００５２】この図７に示す第２実施例においても、上
限検出回路７５は、入力された画素の内、最大レベルの
画素を除き中央レベルより大きいレベルの画素を検出
し、下限検出回路７６は、入力された画素の内、最小レ
ベルの画素を除き中央レベルより小さいレベルの画素を
検出するので、入力信号にノイズが混入しても、ノイズ
は完全に除去される。従って、第２実施例によれば、耐
ノイズ特性に優れた輪郭補正装置とすることができる。

【００５３】以上説明した第２実施例では、高域周波数
信号生成のための２次元ＨＰＦ７７の領域を水平方向
５，垂直方向５の２５タップとし、上限検出回路７５及
び下限検出回路７６による領域も水平方向５，垂直方向
５の２５画素として、両者の領域を同じに設定している
が、必ずしも同じにする必要はない。例えば、２次元Ｈ
ＰＦ７７を水平方向５，垂直方向５の２５タップに、上
限検出回路７５及び下限検出回路７６を水平方向５，垂
直方向３の１５画素としても良好な輪郭補正が可能であ
る。

【００５４】図７に示す第２実施例は、耐ノイズ特性を
考慮して図４に示す第１実施例の構成を２次元に拡張し
たものであるが、入力されるデジタル信号にノイズが含
まれないような場合には、図１に示す比較例の構成を２
次元に拡張してもよい。この場合は、図７における上限
検出回路７５の代わりに最大値検出回路、下限検出回路
７６の代わりに最小値検出回路とすればよい。

【００５５】以上説明した第１，第２実施例の輪郭補正
装置は、シュート成分が付加することなく輪郭を補正す
ることができるようにしたものである。ところで、映像
信号の表示装置が、例えばプロジェクションテレビのよ
うに、光学系により画像を拡大してスクリーンに投影す
る場合には、表示される画像の高域周波数信号成分が低
下してしまう。

【００５６】このように、空間高域周波数特性が低下す
る表示装置の場合には、映像信号を輪郭補正してもぼけ
た画像が表示されてしまうことになる。そこで、表示装
置の空間周波数特性を補正するために、新たに高域周波
数信号成分を生成し、輪郭補正済みの信号に付加すれ
ば、この問題は解決される。

【００５７】図８〜図１１に示す第３〜第６実施例はこ
のような点に鑑み、空間周波数特性を補正するために意
図的にシュート成分を付加するよう構成したものであ
る。勿論、この場合には、シュート成分は空間周波数特
性を補正するために作用するので、画質を劣化させるこ
とはなく、視覚上の画質を向上させる。なお、図８〜図
１１において、図７と同一部分には同一符号を付し、同
一部分の説明については適宜省略する。

【００５８】＜第３実施例＞図８において、２次元ハイ
パスフィルタ（２次元ＨＰＦ）１０１には、Ｄフリップ
フロップ５５〜７４の出力が入力される。２次元ＨＰＦ
１０１は、２次元ＨＰＦ７７と同様、信号Ｂ１を中心と
する入力された２５画素より、信号Ｂ１のエッジ部分の
高域周波数信号成分を生成する。なお、２次元ＨＰＦ１
０１のタップ利得は２次元ＨＰＦ７７のタップ利得と同
一でもよいが、２次元ＨＰＦ１０１のタップ利得を表示
装置の空間高域周波数特性に合わせて最適なタップ利得
とするため、両者を異ならせることが望ましい。

【００５９】２次元ＨＰＦ１０１の出力は乗算器１０２
に入力される。乗算器１０２にはゲイン係数が与えら
れ、２次元ＨＰＦ１０１より出力された高域周波数信号
成分は利得調整される。乗算器１０２の出力は加算器１
０３に入力され、最小値検出回路８１より出力された輪
郭補正済みの信号Ｂ７に加算する。そして、加算器１０
３の出力は、出力端子１０４より出力される。このよう
にして、図８に示す第３実施例では、高域周波数信号成
分を付加することにより、意図的にシュート成分を付加
的に生成した輪郭補正を行うことができる。

【００６０】＜第４実施例＞ 図９に示す第４実施例は、図８における２次元ＨＰＦ７
７と２次元ＨＰＦ１０１とを共用化して簡略化したもの
である。即ち、２次元ＨＰＦ７７の出力を乗算器７８と
乗算器１０２との双方に入力している。

【００６１】図８，図９に示す第３，第４実施例の動作
について、図１２に示す波形図を用いて説明する。図１
２においては、簡略化のため、１次元の信号波形につい
て示している。図１２（Ａ）は、シュート成分が付加す
ることなく輪郭補正した最小値検出回路８１より出力さ
れた信号Ｂ７である。図１２（Ｂ）は、乗算器１０２よ
り出力される高域周波数信号成分である。図１２（Ｃ）
は、加算器１０３によって図１２（Ａ）に示す信号Ｂ７
と図１２（Ｂ）に示す高域周波数信号成分とを加算した
信号である。この図１２（Ｃ）に示す信号は、信号Ｂ７
に僅かにシュート成分を付加した信号に近い波形とな
る。

【００６２】以上の説明より分かるように、図８，図９
において、乗算器１０２と加算器１０３は、振幅制限手
段を構成する最大値検出回路８０及び最小値検出回路８
１によって振幅制限した信号に、高域周波数信号成分を
付加することにより、シュート成分を付加的に生成させ
るシュート成分生成手段として動作している。

【００６３】＜第５実施例＞ 図１０に示す第５実施例は、他の構成でシュート成分を
付加するよう構成したものである。図１０において、上
限検出回路７５より出力された信号Ｂ３と、下限検出回
路７６より出力された信号Ｂ４とは、減算器１１０に入
力される。減算器１１０は、信号Ｂ３より信号Ｂ４を減
算し、信号Ｂ３と信号Ｂ４との差分値を乗算器１１１に
入力する。乗算器１１１には一定のゲイン係数が与えら
れ、減算器１１０の出力にそのゲイン係数を乗じて出力
する。このゲイン係数が、例えば０．１であれば、乗算
器１１１の出力は、０．１×（上限値−下限値）の値と
なる。

【００６４】乗算器１１１の出力は加算器１１２及び減
算器１１３に入力される。減算器１１３は下限値である
信号Ｂ４より乗算器１１１の出力を減算することによ
り、アンダーシュートのクリップレベルを下限値より減
少したレベルにして、最大値検出回路８０に入力する。
加算器１１２は、上限値である信号Ｂ３と乗算器１１１
の出力とを加算することにより、オーバーシュートのク
リップレベルを上限値より増加したレベルにして、最小
値検出回路８１に入力する。

【００６５】これによって、最終的に最小値検出回路８
１より出力される信号Ｂ７には、オーバーシュート，ア
ンダーシュートが付加されることになる。このシュート
成分の量は、乗算器１１１にて乗ずるゲイン係数によっ
て決まる。従って、シュート成分を必要に応じて任意に
付加することができる。この場合も、信号Ｂ７は、図１
２（Ｃ）に示すような信号となる。

【００６６】＜第６実施例＞ 図１１に示す第６実施例は、図１０の構成を若干変更し
たものである。即ち、図１０においては、減算器１１０
の出力である信号Ｂ３と信号Ｂ４との差分値を乗算器１
１１に入力し、この乗算器１１１の出力を加算器１１２
と減算器１１３とに入力したが、図１１においては、減
算器１１０の出力である信号Ｂ３と信号Ｂ４との差分値
を乗算器１１１と乗算器１１４とに入力し、乗算器１１
１の出力を減算器１１３に入力し、乗算器１１４の出力
を加算器１１２に入力するよう構成したものである。

【００６７】乗算器１１１，１１４には一定のゲイン係
数が与えられ、減算器１１０の出力にそのゲイン係数を
乗じて出力する。このゲイン係数が、例えば０．１であ
れば、乗算器１１１，１１４の出力は、０．１×（上限
値−下限値）の値となる。

【００６８】減算器１１３は下限値である信号Ｂ４より
乗算器１１１の出力を減算することにより、アンダーシ
ュートのクリップレベルを下限値より減少したレベルに
して、最大値検出回路８０に入力する。加算器１１２
は、上限値である信号Ｂ３と乗算器１１４の出力とを加
算することにより、オーバーシュートのクリップレベル
を上限値より増加したレベルにして、最小値検出回路８
１に入力する。

【００６９】これによって、最終的に最小値検出回路８
１より出力される信号Ｂ７には、オーバーシュート，ア
ンダーシュートが付加されることになる。このシュート
成分の量は、乗算器１１１，１１４にて乗ずるゲイン係
数によって決まる。従って、シュート成分を必要に応じ
て任意に付加することができる。この場合も、信号Ｂ７
は、図１２（Ｃ）に示すような信号となる。

【００７０】以上の説明より分かるように、図１０にお
ける乗算器１１１，加算器１１２，減算器１１３や、図
１１における乗算器１１１及び１１４，加算器１１２，
減算器１１３は、上限検出回路７５による上限値を増加
させ、下限検出回路７６による下限値を減少させること
により、振幅制限手段を構成する最大値検出回路８０及
び最小値検出回路８１によって振幅制限する信号に、結
果としてシュート成分を付加的に生成させるシュート成
分生成手段として動作している。

【００７１】ところで、一般的に、映像信号の表示装置
は、入力信号と出力信号との関係が非線形となる、いわ
ゆるガンマ特性を持っている。例えば陰極線管（ＣＲ
Ｔ）の場合には、信号レベルを０から１に正規化したと
きに、信号レベルの２．２乗に近い特性を有すると言わ
れている。このため、高域の小振幅信号が、暗い映像信
号に重畳した場合と明るい映像信号に重畳した場合とを
比較すると、後者の方が振幅が大となる。

【００７２】そこで、空間周波数特性を補正するために
シュート成分を付加する場合には、ガンマ特性に応じた
シュート成分とすることが望ましい。例えばＣＲＴのガ
ンマ特性に対応するためには、高域周波数信号成分（シ
ュート成分）の正極性部分の振幅に対し、負極性部分の
振幅を大きくすればよい。シュート成分の正極性部分と
負極性部分のいずれを大きくするかは、表示装置の非線
形特性によって異なる。仮に、ＣＲＴのガンマ特性と逆
の特性を有する表示装置があれば、負極性部分の振幅に
対し、正極性部分の振幅を大きくすればよい。

【００７３】図８〜図１１に示す第３〜第６実施例の
内、第３，第４，第６実施例は、シュート成分の正極性
部分と負極性部分とを非対称とすることが可能である。
表示装置の非線形特性に応じてシュート成分の正極性部
分と負極性部分との大きさを異ならせて非対称とするこ
とは、より好ましい実施例である。

【００７４】まず、図８及び図９においては、加算器１
０３に入力される高域周波数信号成分の正極性部分と負
極性部分との大きさを異ならせる。即ち、乗算器１０２
によって２次元ＨＰＦ１０１より出力される高域周波数
信号成分にゲイン係数を乗じる際に、正極性部分におけ
る係数と負極性部分における係数とを異ならせればよ
い。その具体的な構成の一例として、２次元ＨＰＦ１０
１の出力の極性を判別する判別器を設け、この判別器の
出力に応じて、正極性部分におけるゲイン係数と負極性
部分におけるゲイン係数とをスイッチによって切り替え
る。

【００７５】他の構成例としては、乗算器１０２と加算
器１０３との間に、高域周波数信号成分の正極性部分と
負極性部分の大きさを非対称にする非線形処理回路を設
ける。このように、高域周波数信号成分の正極性部分と
負極性部分とを非対称として、結果として、シュート成
分の正極性部分と負極性部分とを非対称とする構成は種
々考えられる。

【００７６】一方、図１１においては、乗算器１１１，
１１４に与えるゲイン係数を異ならせることにより、シ
ュート成分の正極性部分と負極性部分とを非対称とする
ことができる。乗算器１１１はアンダーシュートのクリ
ップレベルを下限値より減少するレベルを決定するもの
であり、乗算器１１４はオーバーシュートのクリップレ
ベルを上限値より増加するレベルを決定するものであ
る。従って、乗算器１１１のゲイン係数を乗算器１１４
のゲイン係数よりも大に設定すると、ＣＲＴのガンマ特
性に対応するよう、シュート成分の負極性部分の振幅を
正極性部分の振幅より大きくすることができる。

【００７７】図１３は、図８，図９におけるシュート成
分の正極性部分と負極性部分とを非対称とする場合の波
形について示している。図１３においても、簡略化のた
め、１次元の信号波形について示している。図１３
（Ａ）は、シュート成分が付加することなく輪郭補正し
た最小値検出回路８１より出力された信号Ｂ７である。
図１３（Ｂ）は、乗算器１０２より出力される正極性部
分と負極性部分とが非対称となった高域周波数信号成分
である。図１３（Ｃ）は、加算器１０３によって図１３
（Ａ）に示す信号Ｂ７と図１３（Ｂ）に示す高域周波数
信号成分とを加算した信号である。

【００７８】図１１においても、最小値検出回路８１よ
り出力される信号Ｂ７は、図１３（Ｃ）と同様の波形と
なる。

【００７９】図８〜図１１においても、耐ノイズ特性を
重要視しない場合には、上限検出回路７５の代わりに最
大値検出回路、下限検出回路７６の代わりに最小値検出
回路とすればよい。

【００８０】以上説明した第１実施例では、水平方向の
５画素より上限値と下限値とを検出し、第２〜第６実施
例では、水平・垂直方向の２５画素より上限値と下限値
とを検出している。垂直方向の５画素より上限値と下限
値とを検出するよう構成することも可能である。この場
合は、垂直方向のノイズに対して効果を発揮する。注目
画素を中心として水平もしくは垂直方向の少なくとも５
画素以上の領域より、上限値と下限値とを検出するよう
構成すればよい。

【００８１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の輪
郭補正装置は、入力されたデジタル映像信号における注
目画素を中心とした少なくとも５画素の領域の内、中央
レベル の画素より大きいレベルの画素であり、最大レベ
ルの画素を除く画素のレベルを上限値として検出する上
限検出手段と、注目画素を中心とした少なくとも５画素
の領域の内、中央レベルの画素より小さいレベルの画素
であり、最小レベルの画素を除く画素のレベルを下限値
として検出する下限検出手段と、注目画素に対する高域
周波数信号成分を生成する高域周波数信号成分生成手段
と、注目画素に高域周波数信号成分を付加する付加手段
と、付加手段の出力の信号レベルを、上限値と下限値と
の間で振幅制限する振幅制限手段とを設けて構成したの
で、シュート成分が付加することなく輪郭を良好に補正
することができ、入力された映像信号にノイズが混入し
てもノイズを除去することができ、耐ノイズ特性に優れ
た輪郭補正装置とすることができる。従って、この場合
は、大画面ディスプレイに映像を表示する際に極めて効
果的である。

【００８２】また、シュート成分を付加的に生成させる
シュート成分生成手段を設けて構成すれば、シュート成
分を必要に応じて任意に付加することができるので、表
示装置の空間周波数特性を補正することができ、さらに
良好に輪郭を補正することができる。このとき、シュー
ト成分の正極性部分と負極性部分との振幅を非対称とす
る手段を含むようにすれば、表示装置の非線形特性（ガ
ンマ特性）にも対応して、さらに良好に輪郭を補正する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明との比較例を示すブロック図である。

【図２】本発明との比較例の動作を説明するための波形
図である。

【図３】本発明との比較例の動作を説明するための波形
図である。

【図４】本発明の第１実施例を示すブロック図である。

【図５】本発明の第１実施例の動作を説明するための波
形図である。

【図６】本発明の第１実施例の動作を説明するための波
形図である。

【図７】本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【図８】本発明の第３実施例を示すブロック図である。

【図９】本発明の第４実施例を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第５実施例を示すブロック図であ
る。

【図１１】本発明の第６実施例を示すブロック図であ
る。

【図１２】本発明の第３，第４実施例における動作を説
明するための波形図である。

【図１３】本発明の第３，第４実施例における動作を説
明するための波形図である。

【図１４】従来例を示すブロック図である。

【図１５】従来例の動作を説明するための波形図であ
る。

【符号の説明】

２〜５，２２〜２５，５５〜７４ Ｄフリップフロップ ６ 最大値検出回路（上限検出手段） ７ 最小値検出回路（下限検出手段） ８，２８ ハイパスフィルタ（高域周波数信号成分生成
手段） ９，２９，７８，１０２，１１１，１１４ 乗算器 １０，３０，７９ 加算器（付加手段） １１，３１，８０ 最大値検出回路（振幅制限手段） １２，３２，８１ 最小値検出回路（振幅制限手段） ２６，７５ 上限検出回路（上限検出手段） ２７，７６ 下限検出回路（下限検出手段） ７７，１０１ ２次元ハイパスフィルタ（高域周波数信
号成分生成手段） １０３，１１２ 加算器 １１０，１１３ 減算器

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力されたデジタル映像信号の輪郭を補正
   する輪郭補正装置において、 前記入力されたデジタル映像信号における注目画素を中
   心とした少なくとも５画素の領域の内、中央レベルの画
   素より大きいレベルの画素であり、最大レベルの画素を
   除く画素のレベルを上限値として検出する上限検出手段
   と、 前記注目画素を中心とした少なくとも５画素の領域の
   内、中央レベルの画素より小さいレベルの画素であり、
   最小レベルの画素を除く画素のレベルを下限値として検
   出する下限検出手段と、 前記注目画素に対する高域周波数信号成分を生成する高
   域周波数信号成分生成手段と、 前記注目画素に前記高域周波数信号成分を付加する付加
   手段と、 前記付加手段の出力の信号レベルを、前記上限値と前記
   下限値との間で振幅制限する振幅制限手段とを設けて構
   成したことを特徴とする輪郭補正装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の輪郭補正装置において、 前記振幅制限手段によって振幅制限した信号に高域周波
   数信号成分を付加することにより、シュート成分を付加
   的に生成させるシュート成分生成手段を設けて構成した
   ことを特徴とする輪郭補正装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の輪郭補正装置において、 前記上限値を増加させ、前記下限値を減少させることに
   より、前記振幅制限手段の出力にシュート成分を付加的
   に生成させるシュート成分生成手段を設けて構成したこ
   とを特徴とする輪郭補正装置。
4. 【請求項４】入力されたデジタル映像信号の輪郭を補正
   する輪郭補正装置において、 前記入力されたデジタル映像信号における注目画素を中
   心とした少なくとも５ 画素の領域の内、中央レベルの画
   素より大きいレベルの画素のレベルを上限値として検出
   する上限検出手段と、 前記注目画素を中心とした少なくとも５画素の領域の
   内、中央レベルの画素より小さいレベルの画素のレベル
   を下限値として検出する下限検出手段と、 前記注目画素に対する高域周波数信号成分を生成する高
   域周波数信号成分生成手段と、 前記注目画素に前記高域周波数信号成分を付加する付加
   手段と、 前記付加手段の出力の信号レベルを、前記上限値と前記
   下限値との間で振幅制限する振幅制限手段と、 前記振幅制限手段によって振幅制限した信号に高域周波
   数信号成分を付加することにより、シュート成分を付加
   的に生成させる シュート成分生成手段とを設けて構成し
   たことを特徴とする輪郭補正装置。
5. 【請求項５】入力されたデジタル映像信号の輪郭を補正
   する輪郭補正装置において、 前記入力されたデジタル映像信号における注目画素を中
   心とした少なくとも５画素の領域の内、中央レベルの画
   素より大きいレベルの画素のレベルを上限値として検出
   する上限検出手段と、 前記注目画素を中心とした少なくとも５画素の領域の
   内、中央レベルの画素より小さいレベルの画素のレベル
   を下限値として検出する下限検出手段と、 前記注目画素に対する高域周波数信号成分を生成する高
   域周波数信号成分生成手段と、 前記注目画素に前記高域周波数信号成分を付加する付加
   手段と、 前記付加手段の出力の信号レベルを、前記上限値と前記
   下限値との間で振幅制限する振幅制限手段と、 前記上限値を増加させ、前記下限値を減少させることに
   より、前記振幅制限手段の出力にシュート成分を付加的
   に生成させるシュート成分生成手段とを設けて構成した
   ことを特徴とする輪郭補正装置。
6. 【請求項６】請求項２ないし５のいずれかに記載の輪郭
   補正装置において、 前記シュート成分生成手段は、シュート成分の正極性部
   分と負極性部分との振幅を非対称とする手段を含むこと
   を特徴とする輪郭補正装置。