JP3233331B2 - 輪郭補正回路 - Google Patents

輪郭補正回路

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JP3233331B2 JP19418695A JP19418695A JP3233331B2 JP 3233331 B2 JP3233331 B2 JP 3233331B2 JP 19418695 A JP19418695 A JP 19418695A JP 19418695 A JP19418695 A JP 19418695A JP 3233331 B2 JP3233331 B2 JP 3233331B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、VTR、テレビジョ
ン、テレビカメラ等の映像信号に対して画像強調を行う
輪郭補正回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、映像の輪郭補正を行う方法の
一つとしてアパーチャ回路を用いる方法があり、これは
短い時間(例えばΔt)だけ遅延した信号を作り、加減
算を繰り返すことにより映像の輪郭にプリシュート及び
オーバーシュートを付けるものである。
【0003】図12は、従来の輪郭補正回路の第1の従
来例を示し、映像輝度信号処理における水平輪郭補正回
路のブロック図である。同図において、1Aは信号Iが
入力される入力端子、2Aは信号Iの入力を受け、該信
号IをΔtだけ遅延させて信号Jを出力する遅延回路、
3Aは信号Jの入力を受け、該信号JをΔtだけ遅延さ
せて信号Kを出力する遅延回路、4Aは信号I及び信号
Jの入力を受け、信号Jから信号Iを減算して信号Lを
出力する減算回路、5Aは信号J及び信号Kの入力を受
け、信号Jから信号Kを減算して信号Mを出力する減算
回路、6Aは信号L及び信号Mの入力を受け、信号Lと
信号Mとを加算して信号Nを出力する加算回路、7Aは
信号Nを所定比で減衰させて信号Oを出力する減衰器、
8Aは信号J及び信号Oの入力を受け、信号Jと信号O
とを加算して信号Pを出力する加算回路、9Aは信号P
を出力する出力回路である。
【0004】以下、上記のように構成された輪郭補正回
路の信号処理について、図13の波形図を参照しながら
説明する。
【0005】まず、入力端子1Aに図13(a)に示す
映像輝度信号Iが入力されると、遅延回路2AはΔtだ
け遅延した図13(b)に示す遅延信号Jを出力し、遅
延回路3Aは更にΔtだけ遅延した図13(c)に示す
遅延信号Kを出力する。
【0006】次に、減算回路4Aは遅延信号Jから映像
輝度信号Iを減算することにより映像輝度信号Iの微分
波形が反転された波形である図13(d)に示す第1の
微分信号Lを出力し、減算回路5Aは、遅延信号Jから
更にΔt遅延した信号Kを減算することにより遅延信号
Jが微分された波形である図13(e)に示す第2の微
分信号Mを出力する。
【0007】次に、加算回路6Aは、第1の微分信号L
と第2の微分信号Mとを加算することにより上下振動す
る波形である図13(f)に示す第3の微分信号Nを出
力する。
【0008】上記第3の微分信号Nは映像輝度信号Iの
レベル変化量と同等の振幅を有しているため、減衰器7
Aにより第3の微分信号Nを所定比、例えば1/2に減
衰して図13(g)に示す水平輪郭補正信号Oを得る。
【0009】更に、加算回路8Aは、遅延信号Jと水平
輪郭補正信号Oとを加算することにより輪郭補正された
図13(h)に示す補正映像輝度信号Pを出力し、該補
正映像輝度信号Pは出力端子9Aから出力されるように
なっている。
【0010】また、図14は、特開平6−245103
号に開示された映像輝度信号処理における水平輪郭補正
回路のブロック図で、第2の従来例である。同図におい
て、1Bは信号Qが入力される入力端子、2Bは信号Q
の入力を受け、該信号QをΔtだけ遅延させて信号Rを
出力する遅延回路、3Bは信号Rの入力を受け、該信号
RをΔtだけ遅延させて信号Sを出力する遅延回路、4
Bは信号Q及び信号Rの入力を受け、信号Rから信号Q
を減算して信号Tを出力する減算回路、5Bは信号R及
び信号Sの入力を受け、信号Rから信号Sを減算して信
号Uを出力する減算回路、6Bは信号T及び信号Uの入
力を受け、信号Tと信号Uとを加算して信号Vを出力す
る加算回路、7は信号Vの入力を受け、信号Vを両波整
流して信号Vのピーク値を検出し、ピーク値信号を出力
する検出回路、8Bは信号V及びピーク値信号の入力を
受け、該ピーク値信号のピーク値のレベルが反比例する
ように利得設定を行って信号Wを出力する利得制御回
路、10Bは信号R及び信号Wの入力を受け、信号Rと
信号Wとを加算回路9Bにて加算し、信号Xを出力する
出力端子である。
【0011】以下、上記のように構成された輪郭補正回
路の信号処理について、図15の波形図を参照して説明
する。
【0012】入力端子1Bに図15(a)に示す映像輝
度信号Qが入力されると、遅延回路2BはΔtだけ遅延
した図15(b)に示す遅延信号Rを出力し、遅延回路
3Bは更にΔtだけ遅延した図15(c)に示す遅延信
号Sを出力する。
【0013】次に、減算回路4Bは、遅延信号Rから映
像輝度信号Qを減算することにより映像輝度信号Qの微
分波形が反転された波形である図15(d)に示す第1
の微分信号Tを出力し、減算回路5Bは、遅延信号Rか
ら遅延信号Sを減算することにより、遅延信号Rが微分
された波形である図15(e)に示す第2の微分信号U
を出力する。
【0014】次に、第1の加算回路6Bは、第1の微分
信号Tと第2の微分信号Uとを加算することにより上下
振動する波形である図15(f)に示す第3の微分信号
Vを出力する。
【0015】次に、検出回路7Bは、水平輪郭補正信号
である第3の微分信号Vの入力を受けると、輪郭補正量
を両波整流してピーク値の検出を行い、検出したピーク
値をピーク値信号として利得制御回路8Bに出力する。
【0016】次に、利得制御回路8Bは、第3の微分信
号V及び上記ピーク値信号の入力を受けると、第3の微
分信号Vのピーク値レベルに基づき、第1の微分信号T
における部位a0 、b0 、c0 の輪郭補正量が図15
(g)に示す信号Wにおける部位a1 、b1 、c1 の輪
郭補正量になるように、つまり第3の微分信号Vのピー
ク値のレベルが反比例するように利得設定を行い、利得
設定が行われた図15(g)に示す波形の利得設定信号
Wを出力する。
【0017】更に、加算回路9Bは、遅延信号Rと利得
設定信号Wとを加算することにより輪郭補正された図1
5(h)に示す波形の補正映像輝度信号Xを出力し、該
補正映像輝度信号Xは出力端子10Bから出力される。
【0018】また、図16は特開平6−269021号
に開示された映像色差信号における輪郭補正回路のブロ
ック図で、第3の従来例である。同図において、1Cは
図17(a)に示す(R−Y)色差信号aが入力される
入力端子、2Cは信号aの入力を受け、該信号aをΔt
だけ遅延させて、図17(b)に示す信号bを出力する
遅延回路、3Cは信号bの入力を受け、該信号bをΔt
だけ遅延させて、図17(c)に示す信号cを出力する
遅延回路である。入力端子1Cに供給された(R−Y)
色差信号aは係数乗算回路4Cにて1/4倍され、遅延
回路2Cから出力される(R−Y)色差信号bは係数乗
算回路5Cにて1/2倍され、遅延回路3Cから出力さ
れる(R−Y)色差信号cは係数乗算回路6Cにて1/
4倍される。
【0019】各係数乗算回路4C、5C、6Cから出力
される(R−Y)色差信号は、演算回路7Cによって、
係数乗算回路5Cの出力から係数乗算回路4C、6Cの
各出力が減算されることにより、図17(d)に示す信
号となる。その後演算回路7Cの出力信号が増幅回路8
Cによって必要なレベルにまで増幅されることにより、
図17(e)に示すような輪郭補正信号eが生成され
る。
【0020】この輪郭補正信号eに加算回路9Cによっ
て遅延回路2Cから出力される(R−Y)色差信号bが
加算されることにより、図17(f)に示すように輪郭
補正された(R−Y)色差信号fが生成される。
【0021】加算回路9Cから出力される輪郭補正され
た(R−Y)色差信号fは、最小値出力回路10C、1
1Cの各一方の入力端にそれぞれ供給される。このう
ち、最小値出力回路10Cは、その他方の入力端に入力
端子1Cに供給された(R−Y)色差信号aが供給され
ており、入力端子1Cに供給された(R−Y)色差信号
aと加算回路9Cから出力された(R−Y)色差信号f
とをレベル比較し、図17(g)に示すようにレベルの
低い方を出力している。
【0022】最小値出力回路11Cは、その他方の入力
端に遅延回路3Cから出力された(R−Y)色差信号c
が供給されており、遅延回路3Cから出力された(R−
Y)色差信号cと加算回路9Cから出力された(R−
Y)色差信号fとをレベル比較し、図17(h)に示す
ようにレベルの低い方を出力している。
【0023】また、入力端子1Cに供給された(R−
Y)色差信号aと遅延回路3Cから出力された(R−
Y)色差信号cとは、最小値出力回路12Cの両入力端
にそれぞれ供給される。最小値出力回路12Cは、入力
端子1Cに供給された(R−Y)色差信号aと遅延回路
3Cから出力された(R−Y)色差信号cとをレベル比
較し、図17(i)に示すようにレベルの低い方を出力
している。
【0024】各最小値出力回路10C,11C,12C
の出力信号は、それぞれ最大値出力回路13Cに供給さ
れる。そして、この最大値出力回路13Cが、各最小値
出力回路10C、11C、12Cの出力信号をレベル比
較し、レベルの最も高い信号を出力することにより、図
17(j)に実線で示すように輪郭補正された(R−
Y)色差信号jが生成され、出力端子14Cを介して取
り出される。なお図17(j)の点線は遅延回路2Cか
ら出力される(R−Y)色差信号bである。また、最大
値出力回路と最小値出力回路回路を入れ替えた場合も同
様の結果が得られるように構成されたものである。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】前述した第1、第2、
及び第3の従来例は、それぞれ以下の特徴を持つ。 第1の従来例…高域のゲインを上げて輪郭を強調する
もので、原理的に強調量に応じたプリシュート、オーバ
ーシュートが付くため「ぎらぎら」した画像になる。線
形処理であるため、振幅の大小、輪郭、ディティールに
かかわらず一様に作用する。 第2の従来例…第1の従来例の回路の強調量を、その
レベルに応じて可変する方式ののものである。振幅の大
きいエッジでは、その強調により生じるプリシュート及
びオーバーシュートのレベルも大きく目立つため、強調
量を落としている。そのため第1の従来例の欠点である
「ぎらぎら」感は抑えられるが、その分効果も落ちてし
まう。 第3の従来例…輪郭部(立上がり、立下がり)は第1
の従来例で補正した波形を用い、輪郭部以外(第1及び
第2の従来例ではプリシュート、オーバーシュートとな
っていた部分)は、タイミングのずれた信号を用いるこ
とでプリシュート及びオーバーシュートのない波形が得
られる。しかし、この方法は、信号aがステップ波の場
合におけるエッジ補正用の非線形処理のため、信号aが
それ以外の波形(パルス波等)では、信号jは図18の
実線で示すような波形となり、誤動作を生じる場合があ
り、第1及び第2の従来例ほどのディテール感の改善効
果はない。
【0026】従って、第1の従来例では、強調量に応じ
たプリシュート、オーバーシュートが生じくっきりする
と共に「ぎらぎら」した画像になり、第2の従来例で
は、振幅の大きい部分のプリシュート、オーバーシュー
トは減少するが、同時に、その箇所での強調量も低下さ
せることになる。更に、第3の従来例では、エッジ部の
補正はプリシュート、オーバーシュートなく行えるが、
それ以外は補正できない(ディテール感は改善されず、
不自然な絵になる)という問題点があった。そこで本発
明は上記問題点を解決して適切に画像を強調できる輪郭
補正回路を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、入力映像信号Aに二次微分を施す二次微
分回路2と、前記二次微分回路2の出力信号Bの振幅を
制限するリミッタ3と、前記リミッタ3の出力信号Cに
微分を施すための第1の微分回路4と、前記入力映像信
号Aに微分を施す第2の微分回路9と、前記第1の微分
回路4の出力信号Dと前記第2の微分回路9の出力信号
Eの入力を受け、前記第1の微分回路4の出力信号Dの
中から前記第2の微分回路9の出力信号に相関のある部
分を取り出すための相関ロジック5と、前記相関ロジッ
ク5の出力信号Fに微分を施す第3の微分回路6と、前
記第3の微分回路6の出力である補正信号Gと前記入力
映像信号Aとを加算する加算回路10とを備えているこ
とことを特徴とする輪郭補正回路を提供する。
【0028】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
き説明する。図1は、本発明の実施例であり、映像輝度
信号処理における水平輪郭補正回路のブロック図であ
る。同図において、1は信号Aが入力される入力端子、
2は信号Aの入力を受け、該信号Aに二次微分を施す二
次微分回路で、図2に示すようなアパーチャ回路等を用
いて対象信号の高域成分を二次微分波形として取り出
す。このときの回路の特性は対象信号の帯域に合わせて
決定する。3は二次微分回路2の出力である信号Bの入
力を受け、該信号Bの振幅が大のとき振幅制限するリミ
ッタである。4はリミッタ3からの出力である信号Cの
入力を受け、微分を施すような微分回路であり、例えば
図3に示すような回路が用いられる。遅延回路7によっ
て所定時間遅延された信号Aは更に微分回路9に入力さ
れ、信号Eが出力される。微分回路9は対象信号から一
次微分信号を取り出すことを目的として接続されてお
り、例えば図4に示す回路が用いられる。5は信号D及
び信号Eの入力を受け、信号Dと信号Eの極性が同じ時
だけ微分回路4の信号を出力する相関ロジックであり、
例えば図5に示す構成が用いられる。ここで、振幅が大
きくリミッタ3により制限される量が多いほど、元の微
分波形(信号E)より鋭い微分波形が出力される。6は
信号Fの入力を受け、例えば図6に示すような構成によ
って微分を施す微分回路である。8は信号Aを所定時間
遅延させる遅延回路である。
【0029】以下、上記のように構成された輪郭補正回
路の信号処理について、振幅が大きい場合の波形図であ
る図9、及び、振幅が小さい場合の波形図である図10
を参照して説明する。
【0030】入力端子1に図9(a)又は図10(a)
に示す映像輝度信号Aが入力されると、二次微分回路2
は信号Aの高域成分を図9(b)又は図10(b)に示
す二次微分波形として取り出す。
【0031】次に、二次微分回路2により出力された信
号Bの入力を受けたリミッタ3では、振幅の大きい信号
について、図9(c)に示す波形の通り、信号Cを振幅
制限する。振幅の小さい信号については図10(c)に
示す波形の通り、信号Cをそのまま通過させる。そし
て、リミッタ3の出力である信号Cの入力を受けた微分
回路4にて、図9(d)又は図10(d)に示す微分波
形の信号Dを生成する。このとき、振幅が大きい信号に
ついては、振幅が小さい信号よりも鋭い微分波形が得ら
れる。また,微分回路4に使用する回路としては、例え
ば図3に示す微分回路を使用する。これは入力信号を1
00ns遅延した信号を、入力信号から減算するもので
ある。
【0032】また、映像輝度信号Aは遅延回路7を介し
て微分回路9へ入力される。微分回路9では対象信号か
ら一次微分信号を取り出すことを目的としており、図9
(e)又は図10(e)に示す波形の信号Eを出力す
る。微分回路9としては、例えば図4に示す微分回路を
用いる。
【0033】次に、微分回路4の出力信号D及び微分回
路9の出力信号Eは相関ロジック5に入力される。ここ
では微分回路4の出力と微分回路9の出力と極性が同じ
ときだけ微分回路4の信号を出力するロジックになって
おり、例えば図5に示す構成の相関ロジックが用いられ
る。図5に示す相関ロジックでは、信号D及び信号Eが
最小値出力回路12に入力され、図9(d)又は図10
(d)に示す信号Dが出力される。一方、最大値出力回
路13に入力された信号D及び信号Eのうち、図9
(e)又は図10(e)に示す信号Eが該最大値出力回
路13より出力される。そして、最大値出力回路14に
て、信号DとDC入力(=0)とが比較され最大値が出
力される。最小値出力回路15では、信号EとDC入力
(=0)とが比較され0が出力される。更に、加算回路
16によって最大値出力回路14の出力に最小値出力回
路15の出力が加算され、図9(f)又は図10(f)
に示す波形の信号Fを出力する。この相関ロジック5で
は、振幅が大きくリミッタ3により制限される量が多い
信号ほど、その波形は、元の微分信号(微分回路9の出
力)より鋭いものとなる。
【0034】次に、相関ロジック5の出力信号Fを、図
6に示すような微分回路を介して補正信号Gを生成し、
遅延回路8を介した映像輝度信号Aと加算回路10にて
加算する。そして、出力端子11に図9(h)又は図1
0(h)に示す波形の、輪郭補正を施した映像輝度信号
Hが出力される。振幅が大きく、相関ロジック5の出力
信号Fの波形の幅が細い場合、図9(g)に示す波形の
ように、生成される補正信号Gの幅も細くなりプリシュ
ート、オーバーシュートを生じない補正信号が得られ
る。一方、振幅が小さくなるにつれて、相関ロジック5
の出力信号Fの波形の幅が広くなり、図10(g)に示
す波形のようにプリシュート、オーバーシュートを生じ
るようになる。
【0035】図11は、入力信号として上述したステッ
プ波に代わりパルス波を使用したもので、(a)〜
(h)の波形はステップ波と同じ箇所で現われるもので
ある。これによると、図11(h)に示す波形は、図1
8に示す、第3の従来例によって輪郭補正した波形のよ
うに誤動作することがなく適切に強調されている。
【0036】また、上述した実施例では、水平映像輝度
信号に輪郭補正を施すことについて説明したが、この発
明は色差信号に輪郭補正を施す場合にも適用でき、ま
た、帯域制限を受けて高域成分が減衰したRGB信号に
適用することもできる。更に、上述した実施例では水平
方向の輪郭補正であったが、垂直方向に適用することも
できる。具体的には、図7に示すように遅延回路にライ
ンメモリを使用するか、図8に示すように図1に示した
実施例のブロックの前段及び後段側に+90°、−90
°の映像位相回転回路を夫々挿入することにより実現可
能である。以上のように、本発明は上述した実施例に限
定されるものではなく、その要旨の範囲で種々変形して
実施することができる。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、振幅の大きい部分で
は、ステップ波、パルス波共に、プリシュート、オーバ
ーシュートを出さずに輪郭を強調することができ、振幅
が小さくなるにつれて、リニアな高域強調アパーチャ特
性に変化していくことで誤動作が起きにくくなる。これ
は、振幅の小さい部分では非線形な処理が適さないこと
による。また、ギラギラした画像にならずに輪郭がくっ
きりし、かつ細かいディテールも強調され、自然な画像
強調ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施例に使用する二次微分回路2の一
例を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施例に使用する微分回路4の一例を
示すブロック図である。
【図4】本発明の実施例に使用する微分回路9の一例を
示すブロック図である。
【図5】本発明の実施例に使用する相関ロジック5の一
例を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施例に使用する微分回路6の一例を
示すブロック図である。
【図7】本発明の他の実施例に使用する微分回路の一例
である。
【図8】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施例において振幅が大きい場合の各
部の信号波形を示す図である。
【図10】本発明の実施例において振幅が小さい場合の
各部の信号波形を示す図である。
【図11】本発明の実施例においてパルス波を使用した
場合の各部の信号波形を示す図である。
【図12】第1の従来例を示すブロック図である。
【図13】第1の従来例の各部の信号波形を示す図であ
る。
【図14】第2の従来例を示すブロック図である。
【図15】第2の従来例の各部の信号波形を示す図であ
る。
【図16】第3の従来例を示すブロック図である。
【図17】第3の従来例の各部の信号波形を示す図であ
る。
【図18】第3の従来例においてパルス波を使用し、誤
動作した場合の信号波形を示す図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 二次微分回路 3 リミッタ 4、6、9 微分回路 5 相関ロジック 7、8 遅延回路 10 加算回路 11 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/208 H04N 9/68

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力映像信号Aに二次微分を施す二次微分
    回路2と、前記二次微分回路2の出力信号Bの振幅を制
    限するリミッタ3と、前記リミッタ3の出力信号Cに微
    分を施すための第1の微分回路4と、前記入力映像信号
    Aに微分を施す第2の微分回路9と、前記第1の微分回
    路4の出力信号Dと前記第2の微分回路9の出力信号E
    の入力を受け、前記第1の微分回路4の出力信号Dの中
    から前記第2の微分回路9の出力信号に相関のある部分
    を取り出すための相関ロジック5と、前記相関ロジック
    5の出力信号Fに微分を施す第3の微分回路6と、前記
    第3の微分回路6の出力である補正信号Gと前記入力映
    像信号Aとを加算する加算回路10とを備えてたことを
    特徴とする輪郭補正回路。
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JP4594005B2 (ja) * 2004-08-26 2010-12-08 池上通信機株式会社 輪郭補正回路

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