JP4204731B2 - Contour correction circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばカラーテレビジョンカメラから出力され、アナログ信号処理回路により処理されたアナログ3原色信号を変換して得られるデジタル3原色信号を受ける赤、緑および青色信号入力端子と、これらディジタル3原色信号を混合して輝度信号Yを生成するマトリックス回路と、このY信号から任意の周波数成分を抽出して輪郭信号を生成する輪郭信号生成回路と、この輪郭信号を前記赤、緑および青色信号入力端子からのディジタル3原色信号に加える赤、緑および青色信号加算回路とを具える輪郭補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図1は、上述した輪郭補正回路を具えるカラーテレビジョン信号処理装置の全体の構成を示すものである。図1に示すように、カラーテレビジョンカメラ1に設けられた赤、緑および青色のCCDのような固体撮像素子2R、2G、2Bから出力される3原色信号R、G、Bは、それぞれプリアンプ3R、3G、3Bで増幅され、前置フィルタ4R、4G、4BでCCD出力のサンプリングのナイキスト周波数以下に帯域制限された後、A/Dコンバータ5R、5G、5Bでディジタル3原色信号に変換される。これらのディジタル3原色信号は、さらにモニタのガンマ特性に合わせるためのガンマ補正回路6R、6G、6Bで処理された後、輪郭補正回路7に供給される。
【0003】
輪郭補正回路7の入力端子8R、8Gおよび8Bには、それぞれ赤、緑および青色のディジタル3原色信号が供給される。これらのディジタル3原色信号は、それぞれディジタル遅延回路9R、9Gおよび9Bを経て加算回路10R、10Gおよび10Bの一方の入力端子に供給される。また、入力端子8R、8Gおよび8Bで受けた赤、緑および青色のディジタル3原色信号をマトリックス回路11へ供給し、ここで所定の割合で混合して輝度信号Yを生成する。今、カラーテレビジョンカメラ1において空間画素ずらしが行なわれており、緑色用の固体撮像素子2Gが、赤色および青色用の固体撮像素子2Rおよび2Bに対して1/2画素だけ空間的にずれている場合には、3原色信号R、G、Bの混合比は、例えばY=0.25R+0.5G+0.25Bとすることができる。すなわち、緑色信号と、赤および青色信号を合成した信号との比が0.5:0.5となるように設定される。このように合成することによって、信号中に含まれて偽信号となる折り返し成分が相殺されることになる。
【0004】
マトリックス回路11から出力される輝度信号Yを、ディジタルバンドパスフィルタ12に供給して任意の周波数成分を輪郭信号として抽出する。この輪郭信号をディジタルゲイン調整回路13に供給して、輪郭信号の振幅を本線の色信号のレベルに対して所定のレベルとなるように調整する。このようにしてレベルを調整した輪郭信号を、加算回路10R、10Gおよび10Bの他方の入力端子にそれぞれ供給して輪郭補正を行う。このようにして輪郭補正した3原色信号を、さらにクリップ回路14R、14Gおよび14Bへ供給して規定のレベルでクリップして出力端子15R、15Gおよび15Bに、それぞれ輪郭補正が施された3原色信号が得られることになる。
【0005】
【発明が解決すべき課題】
上述した従来の輪郭補正回路においては、例えば図2Aで示すような波形となる画像信号がカラーテレビジョンカメラ1から供給されるとすると、輪郭補正回路7のディジタルゲイン調整回路13からは、図2Bに示すような輪郭信号が出力される。この輪郭信号を加算回路10R、10Gおよび10Bでディジタル遅延回路9R、9Gおよび9Bから供給される本線の3原色信号と加算されるが、この場合に、図2Cに示すように輪郭信号が映像波形の立ち上がり部と、立ち下がり部とで非対称に付加されてしまうという問題がある。すなわち、映像信号の立ち上がりの開始部に付加される輪郭信号は小さく、立ち上がりの終了部に付加される輪郭信号は大きく、また立ち下がりの開始部に付加される輪郭信号は小さく、終了部に付加される輪郭信号は大きくなる。
【0006】
上述したように、輪郭信号が映像波形の立ち上がり部と、立ち下がり部とで非対称に付加されてしまうという問題を解析したところ、カラーテレビジョンカメラ1の固体撮像装置2R、2Gおよび2Bから出力されたアナログ3原色信号がA/Dコンバータ5R、5G、5Bでディジタル3原色信号に変換されるまでの間に、プリアンプ3R、3G、3Bや前置フィルタ4R、4G、4Bなどのアナログ回路で処理されるが、これらのアナログ回路は、図3に示すように群遅延が全周波数に亘って一様ではなく、高周波数成分に対する群遅延が大きくなるということに起因することを確かめた。
【0007】
輪郭補正回路においては、ユーザの指示によりディジタルバンドパスフィルタ12において抽出する周波数を変えるようにしているが、低い周波数を抽出するときには全くずれることはないが、抽出周波数が高くなるとともに輪郭信号が本線の3原色信号と若干ずれるようになる。抽出すべき周波数が高ければ高いほどより大きく位相がずれるので、図2Cに示すような非対称性が出現することになる。このような問題は、HDTV信号のように高い周波数の信号を取り扱う場合に多く見られるものである。
【0008】
本発明の目的は、カラーテレビジョンカメラから出力されるアナログ3原色信号をアナログ回路で処理した後、デジタル3原色信号に変換し、このディジタル3原色信号に基づいて輪郭補正を行うに際し、アナログ回路での群遅延の周波数依存性によって、映像のエッジに付加される輪郭信号の非対称性を有効に抑止することができる輪郭補正回路を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アナログ信号処理回路により処理されたアナログ3原色信号を変換して得られるデジタル3原色信号を受ける赤、緑および青色信号入力端子と、これらディジタル3原色信号を混合して輝度信号Yを生成するマトリックス回路と、このY信号から任意の周波数成分を抽出して輪郭信号を生成する輪郭信号生成回路と、この輪郭信号を前記赤、緑および青色信号入力端子からのディジタル3原色信号に加える赤、緑および青色信号加算回路とを具える輪郭補正回路において、前記輪郭信号生成回路から出力される輪郭信号を前記緑色信号加算回路に加えるチャンネルに、1画素単位で位相を調整すると共に1画素以内の位相を調整する緑色用ディジタル位相調整手段を設け、前記輪郭信号を赤色信号加算回路および青色信号加算回路にそれぞれ加えるチャンネルに、1画素単位で位相を調整すると共に1画素以内の位相を調整する赤/青色用ディジタル位相調整手段を設け、これらの緑色用および赤/青色用のディジタル位相調整手段における位相を調整して、前記アナログ信号処理回路における群遅延特性によるディジタル3原色信号の位相のずれを補償するように構成したことを特徴とするものである。
【0010】
本発明による輪郭補正回路においては、前記緑色用のディジタル位相調整手段に、1画素単位で位相を調整する緑色用ディジタル遅延回路および1画素以内の位相を調整する緑色用ディジタルフィルタを設け、前記赤/青色用のディジタル位相調整手段に、1画素単位で位相を調整する赤/青色用ディジタル遅延回路および1画素以内の位相を調整する赤/青色用ディジタルフィルタを設けることができる。
【0011】
また、前記赤、緑および青色信号入力端子に空間画素ずらしが行なわれた3原色信号が供給されるときには、これら赤、緑および青色信号入力端子とマトリックス回路との間に、デジタル3原色信号の位相を揃える位相合致用ディジタルフィルタ手段を設け、前記位相調整手段における位相を、この位相合致用ディジタルフィルタ手段により導入される位相をも加味して調整するように構成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図4は、本発明による輪郭補正回路を具えるカラーテレビジョンカメラシステムの全体の構成を示すものである。カラーテレビジョンカメラ21には、赤、緑および青色のCCDのような固体撮像素子22R、22G、22Bが設けられている。これらの固体撮像素子22R、22G、22Bから出力される3原色信号R、G、Bを、それぞれプリアンプ23R、23G、23Bで増幅し、さらに前置フィルタ24R、24G、24BでCCD出力のサンプリングのナイキスト周波数以下に帯域制限した後、それぞれA/Dコンバータ25R、25G、25Bでディジタル3原色信号に変換する。これらのディジタル3原色信号をガンマ補正回路26R、26G、26Bに供給してモニタのガンマ特性に合わせるように処理した後、輪郭補正回路27に供給する。
【0013】
輪郭補正回路27の入力端子28R、28Gおよび28Bで受けた赤、緑および青色のディジタル3原色信号を、それぞれディジタル遅延回路29R、29Gおよび29Bを経て加算回路30R、30Gおよび30Bの一方の入力端子にそれぞれ供給する。本例では、カラーテレビジョンカメラ21の固体撮像素子22R、22G、22Bに対して空間画素ずらしが行なわれており、赤および青色信号RおよびBは、緑色信号Gに対して0.5画素ピッチだけ遅延しているものである。したがって、入力端子28R、28Gおよび28Bで受けた赤、緑および青色のディジタル3原色信号を、それぞれ0.25画素ピッチ、0.75画素ピッチおよび0.25画素ピッチに相当する遅延を与えるディジタルフィルタ31R、31Gおよび31Bを経てマトリックス回路32へ供給し、ここで所定の割合で混合して輝度信号Yを生成する。
【0014】
このような遅延を与えるディジタルフィルタとしては、1画素ピッチのクロックで動作する16段のフリップフロップを直列接続し、その各々から出力される信号に、それぞれ所定の係数K0〜K15を乗算し、その乗算結果を加算し、その加算結果を256で除算することによってフィルタリング処理されたデジタル出力信号を出力するように構成することができる。このようなディジタルフィルタにおいて、赤および青色信号RおよびBを0.25画素ピッチだけ遅延する場合の係数K0〜K15を表1に示し、緑色信号Gを0.75画素ピッチだけ遅延する場合の係数K0〜K15を表2に示す。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
このように0.25画素ピッチだけ遅延させるディジタルフィルタと、0.75画素ピッチだけ遅延させるディジタルフィルタとの係数は、左右の係数が入れ替わったものとなっているので、その特性が赤および青色チャンネルと緑色チャンネルとで同じとなるので好適である。
【0018】
上述したように、カラーテレビジョンカメラ21において空間画素ずらしが行なわれており、緑色用の固体撮像素子22Gが、赤色および青色用の固体撮像素子22Rおよび22Bに対して0.5画素ピッチだけ空間的にずれているので、ディジタルフィルタ31R、31Gおよび31Bにおいて、赤、緑および青色のディジタル3原色信号を、それぞれ0.25画素ピッチ、0.75画素ピッチおよび0.25画素ピッチだけ遅延することによってこれらの3原色信号の位相を一致させることができる。
【0019】
このように位相の一致した3原色信号をマトリックス回路32に供給し、ここで所定の比率で混合して輝度信号Yを生成することができる。この3原色信号R、G、Bの混合比は、例えばY=0.25R+0.5G+0.25Bとすることができる。このように、緑色信号と、赤および青色信号を合成した信号との比が0.5:0.5となるように設定することにより、信号中の偽信号となる折り返し成分を相殺することができる。マトリックス回路32から出力される輝度信号Yを、ディジタルバンドパスフィルタ33に供給して任意の周波数成分を輪郭信号として抽出し、この輪郭信号をディジタルゲイン調整回路34に供給して、輪郭信号の振幅を本線の3原色信号のレベルに対して調整する。
【0020】
本発明においては、このようにしてレベルを調整した輪郭信号を、加算回路30R、30Gおよび30Bの他方の入力端子に直接供給せずに、ディジタルバンドパスフィルタ33において抽出される周波数に応じて、アナログ回路の群遅延特性によって輪郭信号の位相がずれるのを補正するために、ディジタルゲイン調整回路34から出力される輪郭信号を、1画素単位での位相の調整と1画素以内での位相の調整とを独立して行うことができる赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bと、同じく1画素単位での位相の調整と1画素以内での位相の調整とを独立して行うことができる緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gとに供給し、赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bで位相が調整された輪郭信号を加算回路30Rおよび30Bの他方の入力端子に供給して本線の赤および青色信号と加算し、緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gで位相が調整された輪郭信号を加算回路30Gの他方の入力端子に供給して本線の緑色信号と加算する。
【0021】
赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bは、1画素単位で位相を調整することができるディジタル遅延回路36R/Bと、1画素以内で位相の調整を行うディジタルフィルタ37R/Bとを具え、緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gは、1画素単位で位相を調整することができるディジタル遅延回路36Gと、1画素以内の位相の調整を行うディジタルフィルタ37Gとを具えている。このようにして位相を補正した輪郭信号を3原色信号と加算することによって従来のような輪郭強調の非対称性を除くことができる。加算回路30R、30Gおよび30Bから出力される輪郭補正された3原色信号を、さらにクリップ回路38R、38Gおよび38Bへ供給して規定のレベルでクリップして出力端子39R、39Gおよび39Bに、それぞれ輪郭補正が施された3原色信号が得られる。
【0022】
図5は、赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bおよび緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gに設けられた1画素単位で輪郭信号の位相を調整することができるディジタル遅延回路36R/Bおよび36Gの一例の構成を示すものである。1画素ピッチのクロックで動作する第1〜第3の3つのフリップフロップ41〜43を直列に接続し、第1〜第3のフリップフロップ41〜43の出力側からそれぞれ−1画素、0画素、+1画素遅延した輪郭信号が得られるようにし、このように遅延した3つの輪郭信号を選択回路44へ供給し、遅延選択信号に応じて何れかの輪郭信号を選択できるように構成する。フリップフロップの段数を増やし、遅延選択を増えたフリップフロップの段数に対応させることにより容易に位相調節の範囲を広げることができる。
【0023】
図6は、赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bおよび緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gに設けられた1画素以内での位相調整を行うことができるディジタルフィルタ37R/Bおよび37Gの一例の構成を示すものである。本例では、入力端子Inのデジタル入力信号を直列接続した16段のフリップフロップFF0〜FF15に順次に供給し、これらのフリップフロップの各々から出力される信号に、それぞれ乗算器M0〜M15において所定の係数K0〜K15を乗算し、その乗算結果を加算器Addにおいて加算し、その加算結果を割算器Divにおいて256で除算して出力端子Outからフィルタリング処理されたデジタル出力信号を出力するように構成する。このようなデジタルフィルタにおいては、係数K0〜K15を適当に設定することによって所望のフィルタ特性を実現することができる。これについては、後に詳述する。
【0024】
本例において、ディジタルバンドパスフィルタ33で抽出する周波数が比較的低く、アナログ回路の群遅延特性がずれていない場合には、赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bおよび緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gに設けられた1画素単位で輪郭信号の位相を調整することができるディジタル遅延回路36R/Bおよび36Gでの遅延を共に0画素とし、赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bに設けられた1画素以内での位相調整を行うことができるディジタルフィルタ37R/Bでの遅延は0.75画素とし、緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gに設けられた1画素以内での位相調整を行うことができるディジタルフィルタ37Gでの遅延は0.25画素とする。
【0025】
各素子の遅延量を上述したように設定した場合の位相関係を図7に示す。なお、説明を解り易くするために、マトリックス32、BPF33、ディジタルゲイン調整回路34では位相はずれないものとする。また、信号線上に括弧で示す数値は入力のGチャンネルを基準としたときの遅延位相を表し、ブロック内に示す数値は各素子での遅延位相を表すものである。ディジタル遅延回路29R、29G、29Bの遅延時間は1画素分の遅延時間とする。輪郭補正回路でのGチャンネルの輪郭信号は、ディジタルフィルタ31Gでの0.75画素分とディジタルフィルタ37Gでの0.25画素分で合計1画素分遅れる。また、R/Bチャンネルの輪郭信号は、ディジタルフィルタ31R、31Bでの0.25画素分とディジタルフィルタ37R/Bでの0.75画素分の合成1画素分遅れることになる。よって、加算回路30R、30Gおよび30Bにおいて本線信号の位相と輪郭信号の位相とは合致したものとなる。
【0026】
一方、ディジタルバンドパスフィルタ33で抽出する周波数が比較的高く、アナログ回路の群遅延特性によって、ディジタルバンドパスフィルタ33で抽出される輪郭信号の位相が、本線の3原色信号に対して、例えば0.4画素の遅れが生じてしまうような場合には、赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bに設けられた1画素単位で輪郭信号の位相を調整することができるディジタル遅延回路36R/Bでの遅延を0画素とし、1画素以内での位相調整を行うことができるディジタルフィルタ37R/Bでの遅延を0.35画素とし、緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gに設けられた1画素単位で輪郭信号の位相を調整することができるディジタル遅延回路36Gでの遅延を−1画素とし、1画素以内での位相調整を行うことができるディジタルフィルタ37Gでの遅延を0.85画素とする。
【0027】
これらの位相関係を図8に示す。この場合にもマトリックス32、BPF33、ディジタルゲイン調整回路34では位相はずれないものとする。ディジタル遅延回路29R、29G、29Bの遅延時間は1画素分の遅延とする。輪郭補正回路でのGチャンネルの輪郭信号はディジタルフィルタ31での0.75画素分とディジタルバンドパスフィルタ33での0.4画素分と、ディジタル遅延回路36Gでの−1画素分と、ディジタルフィルタ37Gでの0.85画素分で合計1画素分遅れる。また、R/Bチャンネルの輪郭信号は、ディジタルフィルタ31Rでの0.25画素分と、ディジタルバンドパスフィルタ33での0.4画素分と、ディジタルフィルタ37R/Bでの0.35画素分との合計1画素分遅れることになる。このように遅延量を設定することにより、ディジタルバンドパスフィルタ33で高い周波数を抽出する場合でも、加算回路30R、30Gおよび30Bにおいて本線信号の位相と輪郭信号の位相とは合致したものとなる。
【0028】
上述したように、0.85画素だけ遅延させるデジタルフィルタは、次表3に示すように係数K0〜K15を設定することによって実現することができ、また0.35画素だけ遅延させるデジタルフィルタは、次表4に示すように係数K0〜K15を設定することによって実現することができる。なお、このようなディジタルフィルタは、係数の合計が256となるときに、ゲインが1となるようなものである。
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
ディジタルバンドパスフィルタ33で抽出される輪郭信号の周波数をさらに高くする場合には、アナログ回路の群遅延特性はさらにずれるので、それを補正できるように1画素単位で輪郭信号の位相を調整することができるディジタル遅延回路36R/Bおよび36Gでの遅延量および1画素以内での位相調整を行うことができるディジタルフィルタ37R/Bおよび37Gでの遅延量が得られるようにフィルタ係数を設定すれば良い。
【0032】
上述した実施例では、入力3原色信号の間に画素ずらしがある場合であるが、本発明は画素ずらしがない場合にも適用できる。次に、このような場合について説明する。画素ずらしが行なわれていないカラーテレビジョンカメラ21から出力される3原色信号に対しては、ディジタルフィルタ31R、31Gおよび31Bでは位相をすらさないようにする。このように、位相をずらさない、すなわち0画素だけ遅延させる(すなわち遅延させない)デジタルフィルタは、次表5に示すように係数K0〜K15を設定することによって実現することができる。
【0033】
【表5】
【0034】
また、マトリックス回路32においては、3原色信号の間で空間画素ずらしを行なっていないので、通常の放送規格の輝度信号Yを生成するときと同じ混合比率で混合すればよい。すなわち、
Y=0.3R+0.59G+0.11B
の式にしたがって3原色信号を混合することによって輝度信号Yを生成する。このようにして生成された輝度信号Yをディジタルバンドパスフィルタ33に供給して所望の周波数の輪郭信号を抽出し、そのレベルを調整した後、赤・青色用のディジタル位相調整チャンネル35R/Bおよび緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gに設けられた1画素単位で輪郭信号の位相を調整することができるディジタル遅延回路36R/Bおよび36Gおよび1画素以内での位相調整を行うことができるディジタルフィルタ37R/Bおよび37Gでの遅延量をアナログ回路の群遅延特性のずれによる位相のずれを補正できるような値に設定することにより、加算回路30R、30Gおよび30Bにおいて互いに位相の合った本線信号と輪郭信号とを混合することができる。
【0035】
上述したように本発明による輪郭補正回路においては、赤、緑および青色信号入力端子28R、28G、28Bで受けるデジタル3原色信号の間で空間画素ずらしが行なわれていない場合には、前記輪郭信号を前記赤、緑および青色信号入力端子からのディジタル3原色信号に加える前記赤、緑および青色信号加算回路30R、30G、30Bとの間にそれぞれ設けたディジタル遅延回路29R、29G、29Bの遅延時間をTとし、前記緑色用ディジタル位相調整回路35Gの遅延時間をXgとし、前記赤/青色用ディジタル位相調整回路35R/Bの遅延時間をXrとし、ディジタルバンドパスフィルタ33で抽出される輪郭信号の遅れをDとするとき、Xg=Xr=T−Dを満足するように各部の遅延時間を設定すれば良い。
【0036】
一方、デジタル3原色信号の間で空間画素ずらしが行なわれている場合には、1画素分の遅延時間をPとするとき、Xg=T−D−0.75PおよびXr=T−D−0.25Pを満足するように各部の遅延時間を設定することによって、ディジタルバンドパスフィルタ33において輝度信号から輪郭信号を抽出する際の周波数に応じて、アナログ回路の群遅延特性がずれるに基づく位相のずれを補正することができ、輪郭補正を立ち上がり部および立ち下がり部において対称的とすることができ、輪郭補正された画像の品質を向上することができる。
【0037】
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば、上述した実施例においては、輪郭信号を緑色信号加算回路30Gに加える緑色用のディジタル位相調整チャンネル35Gに、1画素単位で位相を調整するディジタル遅延回路36Gと1画素以内の位相を調整するディジタルフィルタ37Gとを設け、輪郭信号を赤色および青信号加算回路30Rおよび30Bにそれぞれ加えるディジタル位相調整チャンネル35R/Gに、1画素単位で位相を調整するディジタル遅延回路36R/Bと1画素以内の位相を調整するディジタルフィルタ37R/Bとを設けたが、1画素単位で位相を調整するディジタル遅延回路と1画素以内の位相を調整するディジタルフィルタとを一つのディジタルフィルタで構成することもできる。
【0038】
図9は上述したように1画素単位で位相を調整するディジタル遅延回路の機能と1画素以内の位相を調整するディジタルフィルタの機能とを併せ持つディジタルフィルタの一例の構成を示すものである。入力端子Inのデジタル入力信号を直列接続した18段のフリップフロップFF0〜FF17に順次に供給し、これらのフリップフロップの各々から出力される信号に、それぞれ乗算器M0〜M17において所定の係数K0〜K17を乗算し、その乗算結果を加算器Addにおいて加算し、その加算結果を割算器Divにおいて256で除算して出力端子Outからフィルタリング処理されたデジタル出力信号を出力するように構成する。このようなデジタルフィルタにおいて、輪郭信号を.例えば(0.25−1)画素だけ遅延させる場合の係数K0〜K17を表6に示し、(0.25+1)画素だけ遅延させる場合の係数K0〜K17を表7に示す。
【0039】
【表6】
【0040】
【表7】
【0041】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、本線の赤および青色信号に加えるべき輪郭信号の位相と、本線の緑色信号に加算すべき輪郭信号の位相とを、1画素単位で位相を調整すると共に1画素以内の位相を調整するディジタル位相調整チャンネルで独立に調整できるようにしたので、ディジタルバンドパスフィルタにおいて輝度信号から輪郭信号を抽出する際の周波数に応じて、アナログ回路の群遅延特性がずれるに基づく位相のずれを補正することができ、したがって輪郭補正を立ち上がり部および立ち下がり部において対称的とすることができ、輪郭補正された画像の品質を向上することができる。
【0042】
さらに、本発明において、ディジタル位相調整チャンネルにおける1画素単位での位相の調整および1画素以内での位相の調整を、入力される3原色信号の空間画素ずらしを考慮して設定することにより、空間画素ずらしが行なわれていない場合でも、空間画素ずらしが行なわれている場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1従来の輪郭補正回路を具えるカラーテレビジョンカメラシステムの全体の構成を示すブロック図である。
【図2】 図2A、BおよびCは、従来の輪郭補正特性を示すグラフである。
【図3】 図3は、アナログ回路の群遅延特性を示すグラフである。
【図4】 図4は、本発明による輪郭補正回路を具えるカラーテレビジョンカメラシステムの全体の構成を示すブロック図である。
【図5】 図5は、画素単位での位相調整を行うディジタル遅延回路の一例の構成を示すブロック図である。
【図6】 図6は、1画素以内での位相調整を行うディジタルフィルタの一例の構成を示すブロック図である。
【図7】 図7は、アナログ回路の群遅延特性がずれていない場合の各部の信号の位相関係を示す線図である。
【図8】 図8は、アナログ回路の群遅延特性がずれている場合の各部の信号の位相関係を示す線図である。
【図9】 図9は、画素単位での位相調整および1画素以内での位相調整を行うディジタルフィルタの一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
21 カラーテレビジョンカメラ、 22R、22G、22B 固体撮像素子、23R、23G、23B プリアンプ、 24R、24G、24B 前置フィルタ、 25R、25G、25B A/Dコンバータ、 26R、26G、26B ガンマ補正回路、 27 輪郭補正回路、 28R、28G、28B 入力端子、 29R、29G、29B デジタル遅延回路、 30R、30G、30B 加算回路、 31R、31G、31B ディジタルフィルタ、 32 マトリックス回路、 33 ディジタルバンドパスフィルタ、 34 ディジタルゲイン調整回路、 35R/B、35G ディジタル位相調整チャンネル、 36R/B、36G ディジタル遅延回路、 37R/B、37G ディジタルフィルタ、 38R、38G、38B クリップ回路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention includes, for example, red, green and blue signal input terminals for receiving digital three primary color signals output from a color television camera and obtained by converting analog three primary color signals processed by an analog signal processing circuit. A matrix circuit that generates a luminance signal Y by mixing primary color signals, a contour signal generation circuit that extracts an arbitrary frequency component from the Y signal to generate a contour signal, and the contour signal as the red, green, and blue signals The present invention relates to a contour correction circuit including a red, green and blue signal adding circuit added to a digital three primary color signal from an input terminal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows the overall configuration of a color television signal processing apparatus including the above-described contour correction circuit. As shown in FIG. 1, three primary color signals R, G, and B output from solid-
[0003]
The
[0004]
The luminance signal Y output from the
[0005]
[Problems to be Solved by the Invention]
In the conventional contour correction circuit described above, if an image signal having a waveform as shown in FIG. 2A is supplied from the
[0006]
As described above, when the problem that the contour signal is added asymmetrically between the rising part and the falling part of the video waveform is analyzed, it is output from the solid-
[0007]
In the contour correction circuit, the frequency extracted by the
[0008]
An object of the present invention is to process an analog three primary color signal output from a color television camera by an analog circuit, convert it to a digital three primary color signal, and perform an outline correction based on the digital three primary color signal. Therefore, it is an object of the present invention to provide a contour correction circuit that can effectively suppress the asymmetry of the contour signal added to the edge of the image due to the frequency dependence of the group delay.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a red, green and blue signal input terminal for receiving a digital three primary color signal obtained by converting an analog three primary color signal processed by an analog signal processing circuit, and the digital three primary color signal are mixed to obtain a luminance signal Y. A matrix circuit that generates a contour signal by extracting an arbitrary frequency component from the Y signal, and this contour signal is converted into the digital three primary color signals from the red, green, and blue signal input terminals. In a contour correction circuit including a red, green, and blue signal adding circuit to be added, the phase is adjusted in units of one pixel and 1 in a channel to which the contour signal output from the contour signal generating circuit is added to the green signal adding circuit. Provided is a green digital phase adjusting means for adjusting a phase within a pixel, and the contour signal is converted into a red signal adding circuit and a blue signal adding circuit. Each channel to be added is provided with a red / blue digital phase adjusting means for adjusting the phase in units of one pixel and adjusting the phase within one pixel, and the phase in the digital phase adjusting means for green and red / blue is adjusted. The adjustment is made to compensate for the phase shift of the digital three primary color signals due to the group delay characteristic in the analog signal processing circuit.
[0010]
In the contour correction circuit according to the present invention, the green digital phase adjusting means is provided with a green digital delay circuit for adjusting the phase in units of one pixel and a green digital filter for adjusting the phase within one pixel, The digital phase adjusting means for / blue can be provided with a red / blue digital delay circuit for adjusting the phase in units of one pixel and a red / blue digital filter for adjusting the phase within one pixel.
[0011]
Further, when the three primary color signals subjected to the spatial pixel shift are supplied to the red, green and blue signal input terminals, the digital three primary color signals are provided between the red, green and blue signal input terminals and the matrix circuit. Phase matching digital filter means for aligning the phases can be provided, and the phase in the phase adjustment means can be adjusted in consideration of the phase introduced by the phase matching digital filter means..
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 4 shows the overall configuration of a color television camera system having a contour correction circuit according to the present invention. The
[0013]
The three primary color signals of red, green and blue received at the
[0014]
As a digital filter that gives such a delay, 16 stages of flip-flops that operate with a clock of one pixel pitch are connected in series, and signals output from each of them are multiplied by predetermined coefficients K0 to K15, respectively. By adding the multiplication results and dividing the addition result by 256, it is possible to output a filtered digital output signal. In such a digital filter, coefficients K0 to K15 when red and blue signals R and B are delayed by 0.25 pixel pitch are shown in Table 1, and coefficients when green signal G is delayed by 0.75 pixel pitch. Table 2 shows K0 to K15.
[0015]
[Table 1]
[0016]
[Table 2]
[0017]
Since the coefficients of the digital filter delayed by 0.25 pixel pitch and the digital filter delayed by 0.75 pixel pitch in this way are the left and right coefficients interchanged, their characteristics are red and blue channels. And the green channel are the same.
[0018]
As described above, spatial pixel shifting is performed in the
[0019]
Thus, the three primary color signals having the same phase can be supplied to the
[0020]
In the present invention, the contour signal whose level is adjusted in this way is not directly supplied to the other input terminals of the
[0021]
The digital
[0022]
FIG. 5 shows a
[0023]
FIG. 6 shows an example of
[0024]
In this example, when the frequency extracted by the
[0025]
FIG. 7 shows the phase relationship when the delay amount of each element is set as described above. For easy understanding, it is assumed that the
[0026]
On the other hand, the frequency extracted by the
[0027]
These phase relationships are shown in FIG. Also in this case, it is assumed that the
[0028]
As described above, the digital filter delayed by 0.85 pixels can be realized by setting the coefficients K0 to K15 as shown in the following Table 3, and the digital filter delayed by 0.35 pixels is This can be realized by setting coefficients K0 to K15 as shown in Table 4 below. Such a digital filter has a gain of 1 when the sum of the coefficients is 256.
[0029]
[Table 3]
[0030]
[Table 4]
[0031]
When the frequency of the contour signal extracted by the
[0032]
In the embodiment described above, there is a case where there is a pixel shift between the input three primary color signals, but the present invention can also be applied to a case where there is no pixel shift. Next, such a case will be described. The
[0033]
[Table 5]
[0034]
Further, since the
Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B
The luminance signal Y is generated by mixing the three primary color signals according to the following equation. The luminance signal Y generated in this way is supplied to the
[0035]
As described above, in the contour correction circuit according to the present invention, when the spatial pixel shift is not performed between the digital three primary color signals received at the red, green, and blue
[0036]
On the other hand, when spatial pixel shifting is performed between the digital three primary color signals, assuming that the delay time for one pixel is P, Xg = TD-0.75P and Xr = TD-0 By setting the delay time of each part so as to satisfy .25P, the phase of the phase based on the deviation of the group delay characteristic of the analog circuit according to the frequency when the contour signal is extracted from the luminance signal in the
[0037]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many changes and modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the digital phase adjustment channel 35G for applying the contour signal to the green
[0038]
FIG. 9 shows a configuration of an example of a digital filter having both the function of the digital delay circuit for adjusting the phase in units of one pixel and the function of the digital filter for adjusting the phase within one pixel as described above. The digital input signal of the input terminal In is sequentially supplied to 18 stages of flip-flops FF0 to FF17 connected in series, and the signals output from each of these flip-flops are respectively given predetermined coefficients K0 to K0 in multipliers M0 to M17. The multiplication result is multiplied by K17, and the multiplication result is added by the adder Add, and the addition result is divided by 256 by the divider Div, and the filtered digital output signal is output from the output terminal Out. In such a digital filter, the contour signal is. For example, the coefficients K0 to K17 for delaying by (0.25-1) pixels are shown in Table 6, and the coefficients K0 to K17 for delaying by (0.25 + 1) pixels are shown in Table 7.
[0039]
[Table 6]
[0040]
[Table 7]
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the phase of the contour signal to be added to the main line red and blue signals and the phase of the contour signal to be added to the main line green signal are adjusted in units of one pixel. Since the digital phase adjustment channel for adjusting the phase within one pixel can be adjusted independently, the group delay characteristic of the analog circuit is shifted in accordance with the frequency when the contour signal is extracted from the luminance signal in the digital band pass filter. Therefore, the contour correction can be made symmetrical in the rising and falling portions, and the quality of the contour-corrected image can be improved.
[0042]
Furthermore, in the present invention, the phase adjustment in units of one pixel and the phase adjustment within one pixel in the digital phase adjustment channel are set in consideration of the spatial pixel shift of the three primary color signals to be input. Even when the pixel shift is not performed, the present invention can be applied even when the spatial pixel shift is performed.
[Brief description of the drawings]
1 is a block diagram showing the overall configuration of a color television camera system having a conventional contour correction circuit.
FIGS. 2A, 2B, and 2C are graphs showing conventional contour correction characteristics.
FIG. 3 is a graph illustrating group delay characteristics of an analog circuit.
FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of a color television camera system including a contour correction circuit according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an example of a digital delay circuit that performs phase adjustment in units of pixels.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an example of a digital filter that performs phase adjustment within one pixel.
FIG. 7 is a diagram showing the phase relationship of signals at various parts when the group delay characteristics of the analog circuit are not shifted.
FIG. 8 is a diagram showing the phase relationship of signals at various parts when the group delay characteristics of the analog circuit are shifted.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an example of a digital filter that performs phase adjustment in units of pixels and phase adjustment within one pixel.
[Explanation of symbols]
21 color television camera, 22R, 22G, 22B solid-state imaging device, 23R, 23G, 23B preamplifier, 24R, 24G, 24B pre-filter, 25R, 25G, 25B A / D converter, 26R, 26G, 26B gamma correction circuit, 27 Contour Correction Circuit, 28R, 28G, 28B Input Terminal, 29R, 29G, 29B Digital Delay Circuit, 30R, 30G, 30B Adder Circuit, 31R, 31G, 31B Digital Filter, 32 Matrix Circuit, 33 Digital Bandpass Filter, 34 Digital Gain adjustment circuit, 35R / B, 35G digital phase adjustment channel, 36R / B, 36G digital delay circuit, 37R / B, 37G digital filter, 38R, 38G, 38B clip times
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