JP4688266B2 - 信号処理装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビジョンカメラの映像信号を処理する信号処理装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような信号処理装置及びその方法では、通常、所望の周波数特性及び位相特性を取得するために、ローパスフィルタ（低域通過フィルタ）、ハイパスフィルタ（高域通過フィルタ）、バンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）、バンドエリミネーションフィルタ（帯域阻止フィルタ）、位相特性をずらすフィルタ等のデジタルフィルタが使用される。
【０００３】
ローパスフィルタの場合、図１Ａに示すような周波数特性が得られ、ハイパスフィルタの場合、図１Ｂに示すような周波数特性が得られ、バンドパスフィルタの場合、図１Ｃに示すような周波数特性が得られ、バンドエリミネーションフィルタの場合、図１Ｄに示すような周波数特性が得られる。なお、図１Ａ−１Ｄの横軸に周波数をとり、縦軸にそれぞれのフィルタの入力に対する出力の強度比をとる。また、ｆｓ／２をナイキスト周波数とする。
【０００４】
また、これらのように任意の周波数範囲を通過させ又は阻止するだけでなく、入力信号に対して、例えば０．５クロックや０．２５クロックのような１クロック以内の細やかな位相をずらした出力信号を取得するような処理も、これらのフィルタの係数を適切に設定することによって可能となる。
【０００５】
これらデジタルフィルタは、図２に示すような積和演算の構成を有する。７タップのデジタルフィルタである図２の場合、入力信号Ｉが、フリップフロップ（ＦＦ）１ａ−１ｇによってそれぞれ遅延され、遅延した信号と係数Ｋ１−Ｋ７を７個の乗算器２ａ−２ｇで乗算し、それらの結果を加算器３で加算し、その結果を除算器４で係数Ｘによって除算して、出力信号Ｙを出力している。
【０００６】
デジタルフィルタの所望の特性は、その係数の個数（タップ数）及び係数値によって決まり、図２の構成で、係数の個数や値を変更することで様々な特性のデジタルフィルタが構成できる。
【０００７】
ここで、ステップ波形を有する信号（図３Ａ）、インパルス波形を有する信号（図３Ｂ）及び左半分の変化が顕著で右半分の変化がない波形を有する信号（図３Ｃ）を、デジタルフィルタに入力したときの出力信号の波形について説明する。
【０００８】
デジタルフィルタをローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとした場合、図３Ａに示すようなステップ波形を有する信号が入力されると、図４Ａに示すような波形を有する信号が出力される。
【０００９】
この場合、定常状態を超えた入力の一方向に対する初期の過渡応答すなわちオーバーシュートＡ１，Ａ２と、入力の突然の変化の結果として出力に生じる過渡的振動すなわちリンギングＢ１，Ｂ２が生じる。
【００１０】
図４Ａに示すように、オーバーシュートＡ１，Ａ２は、入力信号の変化のある部分に発生しているのに対して、リンギングＢ１，Ｂ２は、入力信号の変化している部分の前後の変化のない部分まで発生している。
【００１１】
また、図３Ｂに示すようなインパルス波形を有する信号がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタに入力された場合、図４Ｂに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１２】
図４Ｂに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＣ１，Ｃ２による若干の変化が生じる。
【００１３】
さらに、図３Ｃに示すような左半分は変化が顕著で右半分は変化のない波形を有する信号がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタに入力された場合、図４Ｃに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１４】
図４Ｃに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＤによる若干の変化が生じる。
【００１５】
なお、設定するデジタルフィルタの係数によっては、図４Ａ−４Ｃに示したのと異なる波形の信号が出力される場合もある。
【００１６】
一方、デジタルフィルタをハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとした場合、図３Ａに示すようなステップ波形を有する信号が入力されると、図５Ａに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１７】
図５Ａに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＥ１，Ｅ２による若干の変化が生じる。
【００１８】
また、図３Ｂに示すようなインパルス波形を有する信号がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタに入力された場合、図５Ｂに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１９】
図５Ｂに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＦ１，Ｆ２による若干の変化が生じる。
【００２０】
さらに、図３Ｃに示すような左半分は変化が顕著で右半分は変化のない波形を有する信号がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタに入力された場合、図５Ｃに示すような波形を有する信号が出力される。
【００２１】
図５Ｃに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＧによる若干の変化が生じる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルフィルタでは、畳み込む係数のタップ数や係数値によって、このようなオーバーシュートやリンギングが信号の波形に発生する。デジタルフィルタは、入力された信号に係数を畳み込む演算を行うことによって所望の信号を出力するが、係数のタップ数が多くなると、発生するリンギングの幅が更に広くなる。
【００２３】
デジタルフィルタの出力信号には、図４及び５に示したようなリンギングが発生するが、入力信号のうち変化がない部分であるにもかかわらず付近に変化がある部分が存在する場合、リンギング等が漏れ込み、不自然になる。
【００２４】
また、入力信号をデジタル映像信号とした場合、通常、図６Ａに示すような有効映像期間ａと、ブランキング期間ｂ１，ｂ２とが存在する。この際、ブランキング期間ｂ１から有効映像期間ａに切り替わる部分及び有効映像期間ａからブランキング期間ｂ２に切り替わる部分には、デジタルフィルタを通過させた後にオーバーシュートｃ１，ｃ２及びリンギングｄ１，ｄ２が発生する。
【００２５】
特に、オーバーシュートｃ１，ｃ２は、モニタ画面上において画面周辺部が強調されたように表示される。また、リンギングｄ１，ｄ２は、目的のデジタル映像信号処理の最終段でブランキングすることによって除去される。しかしながら、有効映像期間内に発生したオーバーシュートもブランキングすると、本来必要な有効映像範囲が狭くなるという不都合がある。
【００２６】
本発明の目的は、不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減し又は抑制する信号処理装置及びその方法を提供することである。
本発明では、図１に示すような、ローパスフィルタ（Ａ）、ハイパスフィルタ（Ｂ）、バンドパスフィルタ（Ｃ）、バンドエリミネーションフィルタ（Ｄ）等のフィルタにおいて、不所望なリンギングやオーバーシュートを軽減し又は抑制する。
テレビジョンカメラの映像処理回路では、色差信号を帯域制限する場合にはローパスフィルタを、輝度信号からサブキャリア成分を除去する場合にはバンドエリミネーションフィルタを、エッジを輪郭補正する場合にはハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを使用する。
このようなデジタルフィルタを構成する場合には、一般に所望の特性を実現するために係数の個数が多くなる。係数の個数が多いとリンギングやオーバーシュートが多く発生する。本発明では、このようにデジタルフィルタで発生する不所望なリンギングやオーバーシュートを軽減し又は抑制することが目的である。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明による信号処理装置は、デジタル信号が入力され、フィルタ処理されたデジタル信号を出力するデジタルフィルタと、前記デジタル信号に同期した同期信号に基づいて当該デジタル信号の有効期間とブランキング期間との境界部分を示す境界信号を生成する境界信号生成部と、前記デジタル信号の信号レベルにおける経時的な変化のある部分と変化のない部分との判別を行い、及び／又は、前記境界信号生成部により生成される境界信号に基づいて前記境界部分を判別する判別手段と、前記フィルタ処理されたデジタル信号のうち前記変化のない部分及び／又は前記境界部分を、出力するデジタル信号のオーバーシュート及び／又はリンギングが抑制され又は軽減されるように所定の処理を施したデジタル信号に置換する置換手段とを具えることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明による信号処理装置によれば、フィルタ処理されたデジタル信号のうち不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングが漏れ込む、入力信号の変化のない部分及び／又は境界部分を、所定の処理を施したデジタル信号に置換する。その結果、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減し又は抑制することができる。
【００２９】
例えば、前記所定の処理を施したデジタル信号を、オーバーシュート及び／又はリンギングを抑制し又は軽減するような係数を用いてフィルタ処理されたデジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減することができる。
【００３０】
好適には、前記デジタルフィルタを、ローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとし、前記所定の処理を施したデジタル信号を、遅延された前記デジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３１】
前記デジタルフィルタを、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとし、前記所定の処理を施したデジタル信号を、零成分を有するデジタル信号とすることもできる。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３２】
さらに好適には、前記デジタルフィルタの種類に関わらず、前記所定の処理を施したデジタル信号に置換する際に判別信号の位相の調整を行う位相調整手段を更に具える。これによって、不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングの軽減又は抑制を精度よく行うことができる。
【００３３】
本発明による信号処理方法は、デジタル信号をフィルタ処理するフィルタ処理ステップと、前記デジタル信号に同期した同期信号に基づいて当該デジタル信号の有効期間とブランキング期間との境界部分を示す境界信号を生成する境界信号生成ステップと、前記デジタル信号の信号レベルにおける経時的な変化のある部分と変化のない部分との判別を行い、及び／又は、前記境界信号生成ステップにおいて生成される境界信号に基づいて前記境界部分を判別する判別ステップと、前記フィルタ処理されたデジタル信号のうち前記変化のない部分及び／又は前記境界部分を、出力するデジタル信号のオーバーシュート及び／又はリンギングが抑制され又は軽減されるように所定の処理を施したデジタル信号に置換する置換ステップとを具えることを特徴とするものである。
【００３４】
例えば、前記所定の処理を施したデジタル信号を、オーバーシュート及び／又はリンギングを抑制し又は軽減するような係数を用いてフィルタ処理されたデジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減することができる。
【００３５】
好適には、前記フィルタ処理ステップが、デジタル信号をローパスフィルタ処理又はバンドエリミネーションフィルタ処理するステップを有し、前記所定の処理を施したデジタル信号を、遅延された前記デジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３６】
前記フィルタ処理ステップが、デジタル信号をハイパスフィルタ処理又はバンドパスフィルタ処理するステップを有し、前記所定の処理を施したデジタル信号を、零成分を有するデジタル信号とすることもできる。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３７】
さらに好適には、前記デジタルフィルタの種類に関わらず、前記所定の処理を施したデジタル信号に置換する際に判別信号の位相の調整を行う位相調整ステップを更に具える。これによって、不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングの軽減又は抑制を精度よく行うことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明による信号処理装置及びその方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下説明する実施の形態では、テレビジョンカメラの映像処理回路に適用した例について説明するが、それ以外の信号処理装置及び方法についても適用することができる。
【００３９】
図７は、本発明による信号処理装置の第１の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ１１及び１２と、ハイパスフィルタ１３と、境界信号生成部１４と、合成信号作成部１５と、合成部１６とを有する。
【００４０】
まず、本発明による信号処理装置において、位相特性がずれないローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタを構成する場合について説明する。位相特性がずれないフィルタとは、設定する係数の真ん中の係数を中心に他の左右の係数が同一の値で対称になっているようなフィルタである。
デジタルフィルタ１１は、図２に示すような積和演算の構成を有し、入力信号Ｉ１と複数の係数を畳み込む演算を行うことにより、所望の特性のデジタルフィルタを構成する。
例えば、ローパスフィルタの場合は、以下のような係数を決定する。
{−０．０１２，０，０．０３５，０，−０．０８７，０，０．３１３，０．５０２，０．１３１，０，−０．０８７，０，０．０３５，０，−０．０１２}
例えば、ハイパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{０，−０．０１４，０，０．１０２，０，−０．２３５，０，０．２９２，０，−０．２３５，０，０．１０２，０，−０．０１４，０}
例えば、ハンドパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{０，−０．０１４，０，０．１０２，０，―０．２３５，０，０．２９２，０，−０．２３５，０，０．１０２，０，−０．０１４，０}
例えば、ハンドエリミネーションフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{０，−０．０１７，０，−０．０５６，０，０．２６７，０，０．６０９，０，０．２６７，０，−０．０５６，０，−０．０１７，０}
以上の係数の場合、左から８番目の係数を真ん中とすると、７番目と９番目の係数の値や６番目と１０番目の係数は同一の値であり、左右対称になっているので、位相特性はずれない。
以上の係数が、入力信号Ｉ１に畳み込まれ、出力される。入力信号が以下のような系列のインパルス信号である場合、
{０，０，０，０，０，０，０，１，０，０，０，０，０，０，０}
これと上記係数が畳み込まれると、係数値がそのままデジタルフィルタの出力に現れる。この応答特性がリンギングやオーバーシュートとなる。
このように、所望の特性を実現するために係数の個数が多くなり、係数値の並びが複雑となるので、必然的にリンギングやオーバーシュートが多く発生する。
以上は一例であり、目的の特性の出力を得るには、デジタルフィルタの係数の個数や係数値は異なる。
【００４１】
デジタルフィルタ１２は、図２に示すような積和演算の構成を有し、少なくとも周波数０の周波数成分についてはデジタルフィルタ１１によってフィルタ処理された信号とレベル及び位相特性が同一となる信号を出力する。
【００４２】
デジタルフィルタ１２では、デジタルフィルタ１１のように係数のタップ数を増加させるのではなく、例えば、必要最小限のタップを用いることによってオーバーシュート及びリンギングを軽減する信号を発生させる。
【００４３】
デジタルフィルタ１２は、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればいいので、デジタルフィルタ１１がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタの場合の場合には次のような３個の係数で構成すればよい。
{０．２５，０．５，０．２５}
【００４４】
これらの係数のデジタルフィルタの周波数特性を図８Ａに示す。ローパスフィルタ（図１Ａ）又はバンドエリミネーションフィルタ（図１Ｄ）では、周波数０の周波数成分は必ず通過域となる。この係数のデジタルフィルタでも、少なくとも周波数０の周波数成分は通過域であるので十分である。
【００４５】
同様に、デジタルフィルタ１２は、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればよいので、デジタルフィルタ１１がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタの場合には、例えば次のような３個の係数で構成すればよい。
{−０．２５，０．５，−０．２５}
【００４６】
この係数のデジタルフィルタの周波数特性を図８Ｂに示す。ハイパスフィルタ（図１Ｂ）又はバンドパスフィルタ（図１Ｃ）では、周波数０の周波数成分は必ず阻止域となる。この係数のデジタルフィルタでも、少なくとも周波数０の周波数成分は阻止域であるので十分である。
なお、デジタルフィルタ１２は、デジタルフィルタ１１に比べて係数の個数が少ないように設定することで、リンギングやオーバーシュートが少なくなる。
一般に、係数の個数が少ないと、デジタルフィルタの演算にかかる遅延数（クロック数）が少なくなる。このように遅延数がデジタルフィルタ１１と異なる場合は、デジタルフィルタ１２の前後に遅延回路を挿入して遅延数を合わせる必要がある。
【００４７】
なお、このように少なくとも周波数０の部分のみをデジタルフィルタ１１と同一特性にすればよいという理由は、後に説明する合成信号作成部１５において、入力信号Ｉ１の周波数０付近の変化のない部分を検出し、合成部１６では、入力信号Ｉ１の周波数０付近の変化のない部分のみデジタルフィルタ１２で作成した信号を出力するようにするからである。このようにして、デジタルフィルタ１２は、オーバーシュート及びリンギングを軽減した信号を出力することができる。
【００４８】
ハイパスフィルタ１３は、入力信号の変化のある部分を検出するフィルタである。一般に、周波数０の成分は直流成分であり、変化のない信号では、周波数０のみに成分（スペクトル）が集中し、他の周波数に成分（スペクトル）があると、何らかの変化がある信号ということになる。よって、周波数０で阻止域とし、他の周波数を通過域とすると、入力信号の変化があるか否かがわかることになる。
ハイパスフィルタＩ３の係数を以下のようにすれば、周波数０で阻止域になるとともに、他の周波数が通過域となる。
{−０．２５，０．５，−０．２５}
【００４９】
これらの係数のハイパスフィルタの周波数特性を図９Ａに示す。この場合、少なくとも周波数０の部分は抽出されておらず、周波数０以外の成分においては、何らかの成分を抽出する。
【００５０】
境界信号発生部１４は、図１０Ａに示すような入力信号Ｉ１の有効部分ｅとブランキング期間ｆ１，ｆ２の境界の範囲で、図１０Ｂに示すような同期信号Ｓ１を基準として、図１０Ｃに示すような一定の傾きで変化する境界信号を発生させる。
【００５１】
図１０Ｃに示すような境界信号の場合、図１０Ｂに示すような同期信号の立ち下がりから時間ｔ１−ｔ２の範囲で境界信号のレベルが次第に上昇し、時間ｔ３−ｔ４の範囲で境界信号のレベルが次第に下降する。したがって、境界信号は、有効部分ｅでは１．０の値を有し、有効部分ｅとブランキング期間ｆ１，ｆ２の境界の範囲で０．０−１．０の間で変化する値を有し、かつ、ブランキング期間ｆ１，ｆ２では０．０の値を有する波形となる。
【００５２】
合成信号作成部１５は、ハイパスフィルタ１３及び境界信号生成部１４からの信号を受信し、合成部１６を制御するための判別信号を出力する。この信号によって、合成部１６は、入力信号Ｉ１の変化のない部分及び入力信号の有効部分とブランキング期間との境界部分では主にデジタルフィルタ１２からの信号を出力し、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ１１からの信号を出力する。
【００５３】
図１１は、合成信号作成部１５の構成を示す図である。この場合、ハイパスフィルタ１３から出力される符号付きの信号は、その絶対値を求めるために絶対値回路１５ａに供給される。
【００５４】
図１２Ａに示すように入力信号Ｉ１の波形が時間とともに低い周波数から高い周波数に変化するスイープ波形、すなわち、周波数０から最終的にはナイキスト周波数ｆｓ／２の波形の場合、ハイパスフィルタ１３からの信号が絶対値回路１５ａに入力されると、図１２Ｂに示すような波形を有する信号が出力される。
【００５５】
絶対値回路１５ａから出力された信号は、乗算器１５ｂにおいて任意のゲインＧが乗算される。乗算器１５ｂから出力される信号は、周波数０付近で出力が判定レベル１．０を超えるように設定された図１２Ｃに示すような波形を有する。
【００５６】
乗算器１５ｂから出力される信号のうち判定レベル１．０以上の部分については、クリップ回路１５ｃにおいてクリップをかけ、図１２Ｄに示すような波形を有する信号を出力する。なお、以後の説明を簡単にするために、判定レベルすなわちクリップレベルＣＬを１．０とする。また、図１２Ａ−１２Ｄでは、横軸に時間をとるとともに縦軸に信号レベルをとる。
【００５７】
このようにして、入力信号Ｉ１の周波数０付近の成分しか存在しない部分では、図１２Ｄのｈの部分のように信号レベルが０に近くなり、周波数０以外の成分を有する部分では、図１２Ｄのｉの部分のように信号レベルが１．０となる。
【００５８】
図１２Ｄのｈの部分は、０．０から１．０未満に変化しているが、これは、入力信号Ｉ１の変化がない部分又は変化が少ない部分に対応し、それに対して、図１２Ｄのｉの部分は、値が１．０になっているが、これは、入力信号Ｉ１の変化がある部分に対応する。
【００５９】
クリップ回路１５ｃから出力された信号は、乗算器１５ｄにおいて境界信号生成部１４からの信号に乗算され、乗算器１５ｄから出力される信号は、合成部１６に供給される。
【００６０】
ここで、入力信号Ｉ１が図１３Ａに示したような波形を有する場合を考えると、図７のハイパスフィルタ１３の出力は、図１３Ａａのような波形となる。合成信号作成部１５の絶対値回路１５ａ（図１１）では、ハイパスフィルタ１３からの信号を絶対値化し、図１３Ａｂのような波形となる。それが乗算器１５ｂでゲインＧが乗算されて、図１３Ａｃのような波形となる。その波形を、クリップ回路１５ｃにおいてクリップレベルＣＬでクリップすると、図１３Ｂに示すような波形となる。クリップレベルＣＬを１．０とした場合、図１３Ｂは、入力信号Ｉ１の変化のない部分では信号レベル０．０を有し、入力信号Ｉ１の変化のある部分では、信号レベル１．０を有する波形となる。
【００６１】
また、境界信号生成部１４から出力される信号の波形は、図１３Ｃに示すように、有効部分ｊでは信号レベルが１．０となり、有効部分ｊとブランキング期間ｌ１，ｌ２との境界では０．０から１．０の範囲で変化し、ブランキング期間ｌ１，ｌ２では信号レベルが０．０となる。これに、図１３Ｂのようなクリップ回路１５ｃからの波形が乗算器１５ｄで乗算され、乗算器１５ｄから出力される信号の波形は図１３Ｄに示すようになる。結局、合成信号作成部１５から出力される信号が、０．０の部分では映像中の変化のない部分であり、１．０の部分では、映像中の変化のある部分であることを示し、さらに、映像の有効部分とブランキング部分の境界部分では、ブランキング部分に近くなるに従って０．０になるような波形となり、合成信号作成部１５が出力する信号は、映像の変化のある部分であるかない部分であるか又は映像の有効期間であるかブランキング部分であるかを判別する判別信号となる。
合成信号作成部１５から出力される判別信号は、入力信号Ｉ１がハイパスフィルタＩ３及び合成信号作成部１５の処理にかかるクロック数だけ遅延する。
ここで、合成信号作成部１５から出力される判別信号は、後段の合成部１６において、デジタルフィルタ１１とデジタルフィルタ１２が出力する信号と、入力信号Ｉ１に対する遅延数が合っている必要がある。
遅延数が合ってない場合は、合成信号作成部１５から出力される判別信号が、デジタルフィルタ１１とデジタルフィルタ１２が出力する信号と遅延数が合うように遅延回路を挿入すればよい。
【００６２】
合成部１６は、図１４に示すように、減算器１６ａと、乗算器１６ｂ及び１６ｃと、加算器１６ｄとを有する。また、合成部１６は、デジタルフィルタ１１、デジタルフィルタ１２及び合成信号作成部１５の出力を入力とするが、これらは、デジタルフィルタ１１、デジタルフィルタ１２及び合成信号作成部１５において適切に遅延時間が調整され、位相の合った信号が入力するものとする。このような構成によって、デジタルフィルタ１１から出力された信号に合成信号作成部１５から出力された信号が直接乗算されるので、入力信号Ｉ１の変化がある部分では、主にデジタルフィルタ１１からの信号が出力される。また、デジタルフィルタ１２から出力された信号は、合成信号作成部１５から出力された信号を１．０から減算したものが乗算されるので、入力信号Ｉ１の変化のない部分や、有効部分とブランキング期間との境界では、主にデジタルフィルタ１２からの信号が出力される。
【００６３】
このように合成信号作成部１５からの判別信号が１．０の場合には、入力信号中の変化の多い部分であるということになり、判別信号が０．０の場合には、入力信号中の変化のない部分ということになり、判別信号が１．０の場合には、リンギングやオーバーシュートの多いデジタルフィルタ１１からの信号が、判別信号が０．０の場合には、リンギングやオーバーシュートの少ないデジタルフィルタ１２からの信号が合成されて出力されることになる。ここで、合成信号作成部１５からの信号値の１．０の部分が狭くなるに従って、リンギングの多いデジタルフィルタ１１の出力する信号が選択される範囲が少なくなり、リンギングの少ないデジタルフィルタ１２が出力する信号が選択される傾向が高くなる。その結果、合成信号作成部１５からの信号の１．０の部分が狭くなるに従って、リンギングが発生する範囲が少なくなる。合成信号作成部１５からの信号の１．０の部分をできるだけ狭くするためには、ハイパスフィルタ１３の係数の個数を少なくするのが好適である。既に説明したように、ハイパスフィルタ１３の係数が{−０．２５，０．５，−０．２５}の場合、係数が３個であるので、入力信号がインパルス信号の場合、３画素分に対応する信号が出力されることとなり、合成信号作成部１５からの信号の１．０の部分が３画素分の幅となる。この範囲は、入力信号に変化のある部分であるので、デジタルフィルタ１１の出力が選択され、他の部分ではデジタルフィルタ１２の出力が選択される。係数の数を比較的多くすることによって、種々の特性のフィルタを所望に応じて実現することができる。ただし、係数の数が増加するに従って応答の範囲が広くなるので、リンギングが多くなる。ここで、合成信号生成部１５（図１１）のクリップ回路１５ｃの判定レベルを１．０とし、それから出力される信号及び境界信号生成部１４から出力される信号の可変範囲を０．０−１．０としたので、乗算器１５ｄから出力される信号の可変範囲も０．０−１．０となり、その範囲の最大値が１．０なので、合成部１６（図１４）の加算器１６ｄの出力信号はそのまま出力される。したがって、最大１．０の値が合成信号作成部１５から入力されるので、合成部１６の減算器１６ａでは、１．０から合成信号作成部１５の信号を減算している。さらに、加算器１６ｄの後段においてこの最大値で除算を行う必要があるが、本実施の形態のように最大値が１．０の場合には除算を必要としない。合成信号作成部１５における判定レベルが１．０でない場合や、境界信号生成部１４から出力される信号の可変範囲が０．０−１．０でない場合、合成信号作成部１５から入力する信号の可変範囲の最大値は１．０ではないので、合成部１６の減算器１６ａにおいてその最大値から合成信号作成部１５の信号を減算し、さらに、加算器１６ｄの後段においてこの最大値で除算を行う。
【００６４】
ここで、デジタルフィルタ１１をローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとした場合について説明する。
入力信号Ｉ１が、図３Ａ−３Ｃに示すような波形が混在する図１５Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ１１から出力される信号の波形は、図１５Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００６５】
特に、図１５Ｂにおいてｍ１−ｍ６で示したような入力信号Ｉ１の変化のない部分や、ｎ１及びｎ２で示したような付近に変化のある部分が存在するブランキング期間では、オーバーシュートやリンギングが発生する。
【００６６】
デジタルフィルタ１２から出力される信号の波形は、図１５Ｃに示すようになり、図１５Ｂに示す波形に比べてオーバーシュート及びリンギングが少なくなる。また、合成信号作成部１５から出力される信号の波形は、図１５Ｄに示すようになる。合成信号作成部１５からの信号によって、デジタルフィルタ１１及び１２からの信号が合成され、図１５Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ１の有効部Ｐ１とブランキング期間Ｐ１，Ｐ２との境界や入力信号の変化のない部分では主にデジタルフィルタ１２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ１１からの信号が出力される。
【００６７】
特に、図１５ＥにおいてＮ１及びＮ２で示したような有効部分Ｏ１とブランキング期間Ｐ１，Ｐ２との境界部分では、それに対応する図１５Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図１５ＥにおいてＭ１−Ｍ６で示したような入力信号Ｉの変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００６８】
次に、デジタルフィルタ１１をハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとした場合について説明する。
入力信号Ｉ１が、図１５Ａと同様な図１６Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ１１から出力される信号の波形は、図１６Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００６９】
デジタルフィルタ１２から出力される信号の波形は、図１６Ｃに示すようになり、図１６Ｂに示す波形に比べてオーバーシュート及びリンギングが少なくなる。また、合成信号作成部１５から出力される信号の波形は、図１６Ｄに示すようになる。合成信号作成部１５からの信号によって、デジタルフィルタ１１及び１２からの信号が合成され、図１６Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ１の有効部Ｏ２とブランキング期間Ｐ３，Ｐ４との境界や入力信号の変化のない部分では主にデジタルフィルタ１２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ１１からの信号が出力される。
【００７０】
特に、図１６ＥにおいてＮ３及びＮ４で示したような有効部分Ｏ２とブランキング期間Ｐ３，Ｐ４との境界部分では、それに対応する図１６Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図１６ＥにおいてＭ７−Ｍ１２で示したような入力信号Ｉ１の変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００７１】
図１７は、本発明による信号処理装置の第２の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ２１と、遅延回路２２と、ハイパスフィルタ２３と、境界信号生成部２４と、合成信号作成部２５と、合成部２６とを有する。
【００７２】
本実施の形態では、デジタルフィルタ２１をローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとし、これは、周波数０付近の帯域で通過域となり、かつ、位相特性が入力信号と変わらない場合に最適なものである。
【００７３】
遅延回路２２は、デジタルフィルタ２１の処理に要する遅延数分だけ入力信号Ｉ２を遅延させるものである。これは、デジタルフィルタ２１から出力される信号の一部を置換するに当たり、少なくとも周波数０の周波数成分については、デジタルフィルタ２１から出力される信号と同一レベル及び同一の位相特性を有する信号を発生させる必要がある。
【００７４】
本実施の形態では、デジタルフィルタ２１によって、位相特性がずれない信号を取得するので、信号の一部を置換する信号は、少なくとも周波数０の成分だけがデジタルフィルタ２１から出力される信号の特性と同一であればよい。
【００７５】
これは、デジタルフィルタ２１において、周波数０の周波数成分については、通過域であるために入力信号と同一信号が出力されるので、信号の一部を置換する信号は、入力信号をそのまま使用すればよく、また、周波数０以外の周波数成分については、合成部２６において、デジタルフィルタ２１が出力する信号が選択されるようになるので、信号の一部を置換する信号を任意の信号とすることができ、入力信号Ｉ２をそのまま使用できることになる。本実施の形態のようにデジタルフィルタ２１をローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとする場合には、デジタルフィルタの代わりに遅延回路２２を使用すれば十分である。
【００７６】
本実施の形態の動作を説明する。
入力信号Ｉ２が、図１５Ａと同様な図１８Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ２１から出力される信号の波形は、図１８Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
なお、デジタルフィルタ２１の処理には入力信号（図１８Ａ）に対して時間ｔだけ遅延するものとする。
【００７７】
遅延回路２２から出力される信号の波形は、図１８Ｃに示すようになり、入力信号（図１８Ａに示す波形）に比べて遅延時間ｔだけ遅延したものとなる。また、合成信号作成部２５から出力される信号の波形は、図１８Ｄに示すようになる。合成信号作成部２５からの信号によって、デジタルフィルタ２１及び遅延回路２２からの信号が合成され、図１８Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ２の有効部Ｏ３とブランキング期間Ｐ５，Ｐ６との境界や入力信号の変化のない部分では主に遅延回路２２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ２１からの信号が出力される。
【００７８】
特に、図１８ＥにおいてＮ５及びＮ６で示したような有効部分Ｏ３とブランキング期間Ｐ５，Ｐ６との境界部分では、それに対応する図１８Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図１８ＥにおいてＭ１３−Ｍ１８で示したような入力信号Ｉ２の変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００７９】
図１９は、本発明による信号処理装置の第３の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ３１と、置換信号生成部３２と、ハイパスフィルタ３３と、境界信号生成部３４と、合成信号作成部３５と、合成部３６とを有する。
【００８０】
本実施の形態では、デジタルフィルタ３１をハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとし、これは、周波数０付近の帯域で阻止域となり、かつ、位相特性が入力信号と変わらない場合に最適なものである。
【００８１】
本実施の形態では、図７の構成において、デジタルフィルタ１２を、０の成分を有する信号を合成部３６に出力する置換信号生成部３２に変更している。デジタルフィルタ３１がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタである場合、その出力信号の周波数０の成分は阻止域であるために出力レベルが０となるので、デジタルフィルタを使用する必要がなく、置換信号生成部３２は、単にゼロの成分を有する信号を出力すればよい。このような場合でも、少なくとも周波数０の成分については、デジタルフィルタ３１が出力する信号と同一になる。
【００８２】
本実施の形態では、合成部３６が図１４と同一の構成を有してもよいが、デジタルフィルタ３１からの信号を、置換信号生成部３２から出力される０の成分を有する信号と合成しているので、置換信号生成部３２からの出力を使用せずに、図２０に示すように乗算器３６ａのみで構成してもよい。この場合、図１９の置換信号生成部３２は不要となる。
【００８３】
本実施の形態の動作を説明する。
入力信号Ｉ３が、図１５Ａと同様な図２１Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ３１から出力される信号の波形は、図２１Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００８４】
置換信号生成部３２から出力される信号の波形は、図２１Ｃに示すように信号レベルが常に０になる。また、合成信号作成部３５から出力される信号の波形は、図２１Ｄに示すようになる。合成信号作成部３５からの信号によって、デジタルフィルタ３１及び置換信号生成部３２からの信号が合成され、図２１Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ３の有効部Ｏ４とブランキング期間Ｐ７，Ｐ８との境界や入力信号の変化のない部分では主に置換信号生成部３２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ３１からの信号が出力される。
【００８５】
特に、図２１ＥにおいてＮ７及びＮ８で示したような有効部分ｏ４とブランキング期間ｐ５，ｐ６との境界部分では、それに対応する図２１Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図２１ＥにおいてＭ１９−Ｍ２４で示したような入力信号Ｉ３の変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００８６】
次に、本発明による信号処理装置において、位相特性がずれるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタを構成する場合について説明する。
ある一定の条件があれば、既に説明した第１の実施の形態、第２の実施の形態又は第３の実施の形態と同一構成で、位相特性がずれるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタを構成することができる。
それは、位相特性がずれるフィルタとは前提する係数が真ん中の係数に対して左右非対称になっているようなフィルタである。
第１の実施の形態（図７）においては、デジタルフィルタ１１、デジタルフィルタ１２及びハイパスフィルタ１３において、位相特性が目的の特性となるような係数を設定すればよい。
第２の実施の形態（図１７）においては、デジタルフィルタ２１及びハイパスフィルタ２３において、位相特性が目的の特性となるような係数を設定すればよい。
第３の実施の形態（図１９）においては、デジタルフィルタ３１及びハイパスフィルタ３３において、位相特性が目的の特性となるような係数を設定すればよい。
第１の実施の形態（図７）のデジタルフィルタ１１、第２の実施の形態（図１７）のデジタルフィルタ２１及び第３の実施の形態（図１９）のデジタルフィルタ３１に設定する係数を以下のように設定すると、入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号が得られる。
例えば、ローパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００７，０．０１３，０．０２２，０．０３１，−０．０４９，−０．０８１，０．１４６，０．４５１，０．４５１，０．１４６，−０．０８１，−０．０４９，０．０３１，０．０２２，０．０１３，−０．００７}
例えば、ハイパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００２，０．０２９，−０．０５０，０．０１３，−０．０２０，０．１９２，−０．３４９，０．１８７，０．１８７，−０．３４９，０．１９２，−０．０２０，０．０１３，−０．０５０，０．０２９，−０．００２}
例えば、バンドパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００１，−０．００２，−０．０１７，０．０５０，０．０９７，−０．１１４，−０．１８７，０．２０４，０．２０４，−０．１８７，−０．１４４，０．０９７，０．０５０，−０．０１７，−０．００２，−０．００１}
例えば、バンドエリミネーションフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００９，０．０２０，−０．０１２，−０．００５，−０．１７０，０．２５９，−０．０１７，０．４３４，０．４３４，−０．０１７，０．２５９，−０．１７０，−０．００５，−０．０１２，０．０２０，−０．００９}
以上の係数の場合、左から８番目の係数を真ん中とすると、７番目と９番目の係数の値は異なり、左右非対称になっているので、位相特性がずれる。
以上のような係数においても、その個数と係数値により、デジタルフィルタの出力にはリンギングやオーバーシュートが多く発生する。
以上は一例であり、目的の特性を得るには、デジタルフィルタの係数の個数や係数値は異なる。
【００８７】
第１の実施の形態（図７）において、デジタルフィルタ１２は、デジタルフィルタ１１がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタで位相特性がずれるようなデジタルフィルタの場合には、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればいいので、次のような４個の係数で構成すればよい。
{０．０９，０．０４１，０．０４１，０．０９}
この係数列では、少なくとも周波数０の周波数成分については、入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号が得られる。
【００８８】
第１の実施の形態（図７）において、デジタルフィルタ１２は、デジタルフィルタ１１がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタで位相特性がずれるようなデジタルフィルタの場合には、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればよく、この周波数では、デジタルフィルタ１１は阻止域であるので、次のような４個の係数で構成すればよい。
{−０．２５，０．２５，０．２５，−０．２５}
この係数例では、少なくとも周波数０の周波数成分については阻止域となり、他の高域成分は、入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号が得られる。
ただし、この場合には、高域成分はデジタルフィルタ１１の出力が使用されるので、正確に０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号を必要としない。デジタルフィルタ１１が周波数０で阻止域である場合、デジタルフィルタ１２でも少なくとも周波数０で阻止域となるように設定すればよい。
【００８９】
第１の実施の形態（図７）のハイパスフィルタ１３、第２の実施の形態（図１７）のハイパスフィルタ２３及び第３の実施の形態（図１９）のハイパスフィルタ３３では、入力信号の変化のある部分を検出するフィルタであり、入力信号のうち、周波数０では阻止域となり、それ以外の高域については通過域で位相特性がデジタルフィルタ１１と同一となるような係数を設定すればよい。
入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた高域成分を得るためには、以下のような係数とすればよい。
{−０．２５，０．２５，０．２５，−０．２５}
【００９０】
以上のように、位相特性がずれるような係数を設定すると、第１の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態において、入力信号の変化のある部分とない部分とを検出し、変化のある部分では係数の多いデジタルフィルタの出力が選択され、変化のない部分では係数の少ないデジタルフィルタの出力が選択されるようになるので、位相特性がずれるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタにおいても、リンギングや境界部分に発生するオーバーシュートを軽減し又は抑制することができる。
【００９１】
ここで、第１の実施の形態（図７）のハイパスフィルタ１３、第２の実施の形態（図１７）のハイパスフィルタ２３及び第３の実施の形態（図１９）のハイパスフィルタ３３で設定する上記係数の周波数特性は、図９Ｂのようになる。なお、縦軸にフィルタの入力に対する出力の強度比をとる。
このように、位相特性をずらすフィルタでは、高域部の周波数特性が阻止域となる。
ここで、第１の実施の形態のハイパスフィルタ１３の説明した条件のうち、図９Ｂでは、少なくとも周波数０の部分については阻止域となっているので条件にあっているが、ナイキスト周波数ｆｓ／２の部分でも阻止域となっているので、周波数０以外の周波数については通過域となるという条件を満足していない。
【００９２】
入力信号Ｉ１（図７）、入力信号Ｉ２（図１７）及びＩ３（図１９）に、周波数ｆｓ／２の付近の成分が存在しない場合、元々存在しない周波数のものを合成部で切り替えても問題がないので、簡易的には、図９Ｂに示すような周波数特性を有するハイパスフィルタを使用してもよい。
【００９３】
しかしながら、入力信号が周波数ｆｓ／２の付近の成分を有する場合、本来はこのような周波数特性を有する係数を使用することができない。この場合にどのような現象が生じるかを以下説明する。
【００９４】
先ず、入力信号Ｉ１が、図１５Ａと同様な図２３Ａに示すような波形を有するものとする。この波形のうち、図３Ｂ及び３Ｃに示すような波形はナイキスト周波数ｆｓ／２の成分を有するものとする。
【００９５】
デジタルフィルタ１１から出力される信号の波形は、図２３Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００９６】
デジタルフィルタ１２から出力される信号の波形は、図２３Ｃに示すように、図２３Ｂに示す波形よりもオーバーシュート及びリンギングが少なくなる。
【００９７】
ハイパスフィルタ１３が出力する信号は図９Ｂに示すような周波数特性を有するが、ここではナイキスト周波数ｆｓ／２で阻止域となっているので、合成信号作成部１５から出力される信号も、ナイキスト周波数ｆｓ／２の成分を有する波形については検出されにくいので、図２３ＤのＸ，Ｙのように判別信号が１．０にならない事態が考えられる。
したがって、そのような部分では、主にデジタルフィルタ１２からの信号（図２３Ｃ）が出力されるが、図２３Ｅに示すように、Ｘ，Ｙの部分が図１５Ｅに比べて高域部が劣化した特性の信号が出力される。
【００９８】
本来、入力信号Ｉ１の変化のある部分では、デジタルフィルタ１１からの信号が出力されるべきであるが、入力信号Ｉ１の変化のある部分がナイキスト周波数ｆｓ／２の付近に存在する場合には、合成信号作成部１５で検出されないので、デジタルフィルタ１２からの信号が出力される。入力信号Ｉ１がナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有しない場合、デジタルフィルタ１１及び１２が、ナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有する信号を出力しないので、不都合はない。
【００９９】
しかしながら、デジタルフィルタ１２からの信号は、周波数０付近の特性のみデジタルフィルタ１１からの信号の特性と同一となるようにしか考えられないので、合成部１６は、ナイキスト周波数ｆｓ／２の部分でデジタルフィルタ１２からの信号を出力するようになり、入力信号Ｉ１がナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有する場合、デジタルフィルタ１２が出力する信号はナイキスト周波数ｆｓ／２付近の特性を保証できず、不都合である。このような不都合を生じない第４の実施の形態を以下説明する。
【０１００】
図２２は、本発明による信号処理装置の第４の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ４１及び４２と、ハイパスフィルタ４３と、境界信号生成部４４と、合成信号作成部４５と、合成部４６と、位相調整部４７とを有する。
【０１０１】
本実施の形態では、デジタルフィルタ４１及びデジタルフィルタ４２を、位相特性をずらすものとしても、ハイパスフィルタ４３を、位相特性をずらさないものとする。なお、ハイパスフィルタ４３の係数として、例えば次のような３タップの係数を設定する。
{−０．２５，０．５，−０．２５}
その係数を有するデジタルフィルタの周波数特性は図８Ｂのようになる。
【０１０２】
この場合、ナイキスト周波数ｆｓ／２付近においても阻止域とならない。したがって、合成信号作成部４５からの信号は、図２３Ｄのような波形ではなく、図１５Ｄのような波形を有する。ただし、この状態では、合成信号作成部４５からの信号は、デジタルフィルタ４１からの信号やデジタルフィルタ４２からの信号に対して０．５クロック分位相がずれている。その結果、合成信号作成部４５の後段に位相調整部４７を追加する。
【０１０３】
位相調整部４７は、例えば図２４に示すように、フリップフロップ４７ａと、乗算器４７ｂ及び４７ｃと、加算器４７ｄとを有する。この場合、合成信号作成部４７からの信号は、乗算器４７ｂにおいて係数ＫＡが乗算されるとともに、フリップフロップ４７ａで１クロック遅延された後に乗算器４７ｃにおいて係数ＫＢが乗算される。
【０１０４】
乗算器４７ｂ及び４７ｃからの信号は、加算器４７ｄで加算した後に合成部４６に出力される。なお、係数ＫＡ，ＫＢを、合成信号作成部４５からの信号をデジタルフィルタ４１からの信号及びデジタルフィルタ４２からの信号に対して０．５クロック分位相をずらす場合には、共に０．５とする。
【０１０５】
その結果、位相調整部４７から出力される判別信号は、合成信号作成部４５からの信号をデジタルフィルタ４１からの信号及びデジタルフィルタ４２からの信号と同一の位相となり、かつ、入力信号のナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有する場合でも正確に信号を処理することができるようになる。
【０１０６】
上記実施の形態によれば、入力信号中の周波数が０の成分しか有しないような変化のない部分では信号を置換して出力しているので、従来のデジタルフィルタから出力される信号に発生するリンギングを軽減し又は抑制することができる。
【０１０７】
また、入力信号の有効部分とブランキング期間との境界を検出し、その境界については信号を置換して出力しているので、オーバーシュートを軽減し又は抑制することができ、その結果、入力信号を映像信号とした場合、画面周辺部の強調現象を軽減し又は抑制することができる。
【０１０８】
さらに、デジタルフィルタによって位相をずらすことを意図する場合でも、ハイパスフィルタ及び合成信号作成部において、ナイキスト周波数ｆｓ／２の成分についても正確に検出できるようにしているので、信号を位相的に精度よく処理することができる。
【０１０９】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、オーバーシュートとリンギングの両方を軽減し又は抑制する場合について説明したが、オーバーシュートとリンギングのうちの一方のみを軽減し又は抑制する場合についても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 デジタルフィルタの周波数特性を示す図である。
【図２】 デジタルフィルタの構成の一例を示す図である。
【図３】 デジタルフィルタに入力される信号の波形の例を示す図である。
【図４】 ローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタに図３に示す波形の信号が入力された場合の出力信号の波形を示す図である。
【図５】 ハイパスフィルタに図３に示す波形の信号が入力された場合の出力信号の波形を示す図である。
【図６】 デジタル映像信号の波形の一例を示す図である。
【図７】 本発明による信号処理装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図８】 図７のデジタルフィルタ１２の周波数特性の例を示す図である。
【図９】 図７のハイパスフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【図１０】 図７の境界信号生成部の動作を説明するための図である。
【図１１】 図７の合成信号作成部の構成を示す図である。
【図１２】 図７の合成信号作成部の動作を説明するための図である。
【図１３】 図７の合成信号作成部の動作を説明するための図である。
【図１４】 図７の合成部の構成を示す図である。
【図１５】 図７のデジタルフィルタをローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとした場合の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１６】 図７のデジタルフィルタをハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとした場合の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１７】 本発明による信号処理装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図１８】 本発明による信号処理装置の第２の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１９】 本発明による信号処理装置の第３の実施の形態を示す図である。
【図２０】 図１９の合成部の他の構成を示す図である。
【図２１】 本発明による信号処理装置の第３の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図２２】 本発明による信号処理装置の第４の実施の形態を示す図である。
【図２３】 本発明による信号処理装置の第４の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図２４】 図２２の位相調整部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，４７ａ フリップフロップ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，１５ｂ，１５ｄ，１６ｂ，１６ｃ，４７ｂ，４７ｃ 乗算器
３，１６ｄ，４７ｄ 加算器
４ 除算器
１１，１２，２１，３１，４１，４２ デジタルフィルタ
１３，２３，３３，４３ ハイパスフィルタ
１４，２４，３４，４４ 境界信号生成部
１５，２５，３５，４５ 合成信号作成部
１５ａ 絶対値回路
１５ｃ クリップ回路
１６，２６，３６，４６ 合成部
１６ａ 減算器
２２ 遅延回路
３２ 置換信号生成部
４７ 位相調整部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビジョンカメラの映像信号を処理する信号処理装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような信号処理装置及びその方法では、通常、所望の周波数特性及び位相特性を取得するために、ローパスフィルタ（低域通過フィルタ）、ハイパスフィルタ（高域通過フィルタ）、バンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）、バンドエリミネーションフィルタ（帯域阻止フィルタ）、位相特性をずらすフィルタ等のデジタルフィルタが使用される。
【０００３】
ローパスフィルタの場合、図１Ａに示すような周波数特性が得られ、ハイパスフィルタの場合、図１Ｂに示すような周波数特性が得られ、バンドパスフィルタの場合、図１Ｃに示すような周波数特性が得られ、バンドエリミネーションフィルタの場合、図１Ｄに示すような周波数特性が得られる。なお、図１Ａ−１Ｄの横軸に周波数をとり、縦軸にそれぞれのフィルタの入力に対する出力の強度比をとる。また、ｆｓ／２をナイキスト周波数とする。
【０００４】
また、これらのように任意の周波数範囲を通過させ又は阻止するだけでなく、入力信号に対して、例えば０．５クロックや０．２５クロックのような１クロック以内の細やかな位相をずらした出力信号を取得するような処理も、これらのフィルタの係数を適切に設定することによって可能となる。
【０００５】
これらデジタルフィルタは、図２に示すような積和演算の構成を有する。７タップのデジタルフィルタである図２の場合、入力信号Ｉが、フリップフロップ（ＦＦ）１ａ−１ｇによってそれぞれ遅延され、遅延した信号と係数Ｋ１−Ｋ７を７個の乗算器２ａ−２ｇで乗算し、それらの結果を加算器３で加算し、その結果を除算器４で係数Ｘによって除算して、出力信号Ｙを出力している。
【０００６】
デジタルフィルタの所望の特性は、その係数の個数（タップ数）及び係数値によって決まり、図２の構成で、係数の個数や値を変更することで様々な特性のデジタルフィルタが構成できる。
【０００７】
ここで、ステップ波形を有する信号（図３Ａ）、インパルス波形を有する信号（図３Ｂ）及び左半分の変化が顕著で右半分の変化がない波形を有する信号（図３Ｃ）を、デジタルフィルタに入力したときの出力信号の波形について説明する。
【０００８】
デジタルフィルタをローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとした場合、図３Ａに示すようなステップ波形を有する信号が入力されると、図４Ａに示すような波形を有する信号が出力される。
【０００９】
この場合、定常状態を超えた入力の一方向に対する初期の過渡応答すなわちオーバーシュートＡ１，Ａ２と、入力の突然の変化の結果として出力に生じる過渡的振動すなわちリンギングＢ１，Ｂ２が生じる。
【００１０】
図４Ａに示すように、オーバーシュートＡ１，Ａ２は、入力信号の変化のある部分に発生しているのに対して、リンギングＢ１，Ｂ２は、入力信号の変化している部分の前後の変化のない部分まで発生している。
【００１１】
また、図３Ｂに示すようなインパルス波形を有する信号がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタに入力された場合、図４Ｂに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１２】
図４Ｂに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＣ１，Ｃ２による若干の変化が生じる。
【００１３】
さらに、図３Ｃに示すような左半分は変化が顕著で右半分は変化のない波形を有する信号がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタに入力された場合、図４Ｃに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１４】
図４Ｃに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＤによる若干の変化が生じる。
【００１５】
なお、設定するデジタルフィルタの係数によっては、図４Ａ−４Ｃに示したのと異なる波形の信号が出力される場合もある。
【００１６】
一方、デジタルフィルタをハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとした場合、図３Ａに示すようなステップ波形を有する信号が入力されると、図５Ａに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１７】
図５Ａに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＥ１，Ｅ２による若干の変化が生じる。
【００１８】
また、図３Ｂに示すようなインパルス波形を有する信号がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタに入力された場合、図５Ｂに示すような波形を有する信号が出力される。
【００１９】
図５Ｂに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＦ１，Ｆ２による若干の変化が生じる。
【００２０】
さらに、図３Ｃに示すような左半分は変化が顕著で右半分は変化のない波形を有する信号がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタに入力された場合、図５Ｃに示すような波形を有する信号が出力される。
【００２１】
図５Ｃに示すように、入力信号の波形では変化がないにもかかわらず出力信号の波形ではリンギングＧによる若干の変化が生じる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルフィルタでは、畳み込む係数のタップ数や係数値によって、このようなオーバーシュートやリンギングが信号の波形に発生する。デジタルフィルタは、入力された信号に係数を畳み込む演算を行うことによって所望の信号を出力するが、係数のタップ数が多くなると、発生するリンギングの幅が更に広くなる。
【００２３】
デジタルフィルタの出力信号には、図４及び５に示したようなリンギングが発生するが、入力信号のうち変化がない部分であるにもかかわらず付近に変化がある部分が存在する場合、リンギング等が漏れ込み、不自然になる。
【００２４】
また、入力信号をデジタル映像信号とした場合、通常、図６Ａに示すような有効映像期間ａと、ブランキング期間ｂ１，ｂ２とが存在する。この際、ブランキング期間ｂ１から有効映像期間ａに切り替わる部分及び有効映像期間ａからブランキング期間ｂ２に切り替わる部分には、デジタルフィルタを通過させた後にオーバーシュートｃ１，ｃ２及びリンギングｄ１，ｄ２が発生する。
【００２５】
特に、オーバーシュートｃ１，ｃ２は、モニタ画面上において画面周辺部が強調されたように表示される。また、リンギングｄ１，ｄ２は、目的のデジタル映像信号処理の最終段でブランキングすることによって除去される。しかしながら、有効映像期間内に発生したオーバーシュートもブランキングすると、本来必要な有効映像範囲が狭くなるという不都合がある。
【００２６】
本発明の目的は、不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減し又は抑制する信号処理装置及びその方法を提供することである。
本発明では、図１に示すような、ローパスフィルタ（Ａ）、ハイパスフィルタ（Ｂ）、バンドパスフィルタ（Ｃ）、バンドエリミネーションフィルタ（Ｄ）等のフィルタにおいて、不所望なリンギングやオーバーシュートを軽減し又は抑制する。
テレビジョンカメラの映像処理回路では、色差信号を帯域制限する場合にはローパスフィルタを、輝度信号からサブキャリア成分を除去する場合にはバンドエリミネーションフィルタを、エッジを輪郭補正する場合にはハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを使用する。
このようなデジタルフィルタを構成する場合には、一般に所望の特性を実現するために係数の個数が多くなる。係数の個数が多いとリンギングやオーバーシュートが多く発生する。本発明では、このようにデジタルフィルタで発生する不所望なリンギングやオーバーシュートを軽減し又は抑制することが目的である。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明による信号処理装置は、デジタル信号が入力され、フィルタ処理されたデジタル信号を出力するデジタルフィルタと、前記デジタル信号に同期した同期信号に基づいて当該デジタル信号の有効期間とブランキング期間との境界部分を示す境界信号を生成する境界信号生成部と、前記デジタル信号の信号レベルにおける経時的な変化のある部分と変化のない部分との判別を行い、及び／又は、前記境界信号生成部により生成される境界信号に基づいて前記境界部分を判別する判別手段と、前記フィルタ処理されたデジタル信号のうち前記変化のない部分及び／又は前記境界部分を、出力するデジタル信号のオーバーシュート及び／又はリンギングが抑制され又は軽減されるように所定の処理を施したデジタル信号に置換する置換手段とを具えることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明による信号処理装置によれば、フィルタ処理されたデジタル信号のうち不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングが漏れ込む、入力信号の変化のない部分及び／又は境界部分を、所定の処理を施したデジタル信号に置換する。その結果、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減し又は抑制することができる。
【００２９】
例えば、前記所定の処理を施したデジタル信号を、オーバーシュート及び／又はリンギングを抑制し又は軽減するような係数を用いてフィルタ処理されたデジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減することができる。
【００３０】
好適には、前記デジタルフィルタを、ローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとし、前記所定の処理を施したデジタル信号を、遅延された前記デジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３１】
前記デジタルフィルタを、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとし、前記所定の処理を施したデジタル信号を、零成分を有するデジタル信号とすることもできる。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３２】
さらに好適には、前記デジタルフィルタの種類に関わらず、前記所定の処理を施したデジタル信号に置換する際に判別信号の位相の調整を行う位相調整手段を更に具える。これによって、不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングの軽減又は抑制を精度よく行うことができる。
【００３３】
本発明による信号処理方法は、デジタル信号をフィルタ処理するフィルタ処理ステップと、前記デジタル信号に同期した同期信号に基づいて当該デジタル信号の有効期間とブランキング期間との境界部分を示す境界信号を生成する境界信号生成ステップと、前記デジタル信号の信号レベルにおける経時的な変化のある部分と変化のない部分との判別を行い、及び／又は、前記境界信号生成ステップにおいて生成される境界信号に基づいて前記境界部分を判別する判別ステップと、前記フィルタ処理されたデジタル信号のうち前記変化のない部分及び／又は前記境界部分を、出力するデジタル信号のオーバーシュート及び／又はリンギングが抑制され又は軽減されるように所定の処理を施したデジタル信号に置換する置換ステップとを具えることを特徴とするものである。
【００３４】
例えば、前記所定の処理を施したデジタル信号を、オーバーシュート及び／又はリンギングを抑制し又は軽減するような係数を用いてフィルタ処理されたデジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを軽減することができる。
【００３５】
好適には、前記フィルタ処理ステップが、デジタル信号をローパスフィルタ処理又はバンドエリミネーションフィルタ処理するステップを有し、前記所定の処理を施したデジタル信号を、遅延された前記デジタル信号とする。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３６】
前記フィルタ処理ステップが、デジタル信号をハイパスフィルタ処理又はバンドパスフィルタ処理するステップを有し、前記所定の処理を施したデジタル信号を、零成分を有するデジタル信号とすることもできる。これによって、フィルタ処理されたデジタル信号に発生しうる不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングを抑制することができる。
【００３７】
さらに好適には、前記デジタルフィルタの種類に関わらず、前記所定の処理を施したデジタル信号に置換する際に判別信号の位相の調整を行う位相調整ステップを更に具える。これによって、不所望なオーバーシュート及び／又はリンギングの軽減又は抑制を精度よく行うことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明による信号処理装置及びその方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下説明する実施の形態では、テレビジョンカメラの映像処理回路に適用した例について説明するが、それ以外の信号処理装置及び方法についても適用することができる。
【００３９】
図７は、本発明による信号処理装置の第１の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ１１及び１２と、ハイパスフィルタ１３と、境界信号生成部１４と、合成信号作成部１５と、合成部１６とを有する。
【００４０】
まず、本発明による信号処理装置において、位相特性がずれないローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタを構成する場合について説明する。位相特性がずれないフィルタとは、設定する係数の真ん中の係数を中心に他の左右の係数が同一の値で対称になっているようなフィルタである。
デジタルフィルタ１１は、図２に示すような積和演算の構成を有し、入力信号Ｉ１と複数の係数を畳み込む演算を行うことにより、所望の特性のデジタルフィルタを構成する。
例えば、ローパスフィルタの場合は、以下のような係数を決定する。
{−０．０１２，０，０．０３５，０，−０．０８７，０，０．３１３，０．５０２，０．１３１，０，−０．０８７，０，０．０３５，０，−０．０１２}
例えば、ハイパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{０，−０．０１４，０，０．１０２，０，−０．２３５，０，０．２９２，０，−０．２３５，０，０．１０２，０，−０．０１４，０}
例えば、ハンドパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{０，−０．０１４，０，０．１０２，０，―０．２３５，０，０．２９２，０，−０．２３５，０，０．１０２，０，−０．０１４，０}
例えば、ハンドエリミネーションフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{０，−０．０１７，０，−０．０５６，０，０．２６７，０，０．６０９，０，０．２６７，０，−０．０５６，０，−０．０１７，０}
以上の係数の場合、左から８番目の係数を真ん中とすると、７番目と９番目の係数の値や６番目と１０番目の係数は同一の値であり、左右対称になっているので、位相特性はずれない。
以上の係数が、入力信号Ｉ１に畳み込まれ、出力される。入力信号が以下のような系列のインパルス信号である場合、
{０，０，０，０，０，０，０，１，０，０，０，０，０，０，０}
これと上記係数が畳み込まれると、係数値がそのままデジタルフィルタの出力に現れる。この応答特性がリンギングやオーバーシュートとなる。
このように、所望の特性を実現するために係数の個数が多くなり、係数値の並びが複雑となるので、必然的にリンギングやオーバーシュートが多く発生する。
以上は一例であり、目的の特性の出力を得るには、デジタルフィルタの係数の個数や係数値は異なる。
【００４１】
デジタルフィルタ１２は、図２に示すような積和演算の構成を有し、少なくとも周波数０の周波数成分についてはデジタルフィルタ１１によってフィルタ処理された信号とレベル及び位相特性が同一となる信号を出力する。
【００４２】
デジタルフィルタ１２では、デジタルフィルタ１１のように係数のタップ数を増加させるのではなく、例えば、必要最小限のタップを用いることによってオーバーシュート及びリンギングを軽減する信号を発生させる。
【００４３】
デジタルフィルタ１２は、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればいいので、デジタルフィルタ１１がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタの場合の場合には次のような３個の係数で構成すればよい。
{０．２５，０．５，０．２５}
【００４４】
これらの係数のデジタルフィルタの周波数特性を図８Ａに示す。ローパスフィルタ（図１Ａ）又はバンドエリミネーションフィルタ（図１Ｄ）では、周波数０の周波数成分は必ず通過域となる。この係数のデジタルフィルタでも、少なくとも周波数０の周波数成分は通過域であるので十分である。
【００４５】
同様に、デジタルフィルタ１２は、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればよいので、デジタルフィルタ１１がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタの場合には、例えば次のような３個の係数で構成すればよい。
{−０．２５，０．５，−０．２５}
【００４６】
この係数のデジタルフィルタの周波数特性を図８Ｂに示す。ハイパスフィルタ（図１Ｂ）又はバンドパスフィルタ（図１Ｃ）では、周波数０の周波数成分は必ず阻止域となる。この係数のデジタルフィルタでも、少なくとも周波数０の周波数成分は阻止域であるので十分である。
なお、デジタルフィルタ１２は、デジタルフィルタ１１に比べて係数の個数が少ないように設定することで、リンギングやオーバーシュートが少なくなる。
一般に、係数の個数が少ないと、デジタルフィルタの演算にかかる遅延数（クロック数）が少なくなる。このように遅延数がデジタルフィルタ１１と異なる場合は、デジタルフィルタ１２の前後に遅延回路を挿入して遅延数を合わせる必要がある。
【００４７】
なお、このように少なくとも周波数０の部分のみをデジタルフィルタ１１と同一特性にすればよいという理由は、後に説明する合成信号作成部１５において、入力信号Ｉ１の周波数０付近の変化のない部分を検出し、合成部１６では、入力信号Ｉ１の周波数０付近の変化のない部分のみデジタルフィルタ１２で作成した信号を出力するようにするからである。このようにして、デジタルフィルタ１２は、オーバーシュート及びリンギングを軽減した信号を出力することができる。
【００４８】
ハイパスフィルタ１３は、入力信号の変化のある部分を検出するフィルタである。一般に、周波数０の成分は直流成分であり、変化のない信号では、周波数０のみに成分（スペクトル）が集中し、他の周波数に成分（スペクトル）があると、何らかの変化がある信号ということになる。よって、周波数０で阻止域とし、他の周波数を通過域とすると、入力信号の変化があるか否かがわかることになる。
ハイパスフィルタＩ３の係数を以下のようにすれば、周波数０で阻止域になるとともに、他の周波数が通過域となる。
{−０．２５，０．５，−０．２５}
【００４９】
これらの係数のハイパスフィルタの周波数特性を図９Ａに示す。この場合、少なくとも周波数０の部分は抽出されておらず、周波数０以外の成分においては、何らかの成分を抽出する。
【００５０】
境界信号発生部１４は、図１０Ａに示すような入力信号Ｉ１の有効部分ｅとブランキング期間ｆ１，ｆ２の境界の範囲で、図１０Ｂに示すような同期信号Ｓ１を基準として、図１０Ｃに示すような一定の傾きで変化する境界信号を発生させる。
【００５１】
図１０Ｃに示すような境界信号の場合、図１０Ｂに示すような同期信号の立ち下がりから時間ｔ１−ｔ２の範囲で境界信号のレベルが次第に上昇し、時間ｔ３−ｔ４の範囲で境界信号のレベルが次第に下降する。したがって、境界信号は、有効部分ｅでは１．０の値を有し、有効部分ｅとブランキング期間ｆ１，ｆ２の境界の範囲で０．０−１．０の間で変化する値を有し、かつ、ブランキング期間ｆ１，ｆ２では０．０の値を有する波形となる。
【００５２】
合成信号作成部１５は、ハイパスフィルタ１３及び境界信号生成部１４からの信号を受信し、合成部１６を制御するための判別信号を出力する。この信号によって、合成部１６は、入力信号Ｉ１の変化のない部分及び入力信号の有効部分とブランキング期間との境界部分では主にデジタルフィルタ１２からの信号を出力し、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ１１からの信号を出力する。
【００５３】
図１１は、合成信号作成部１５の構成を示す図である。この場合、ハイパスフィルタ１３から出力される符号付きの信号は、その絶対値を求めるために絶対値回路１５ａに供給される。
【００５４】
図１２Ａに示すように入力信号Ｉ１の波形が時間とともに低い周波数から高い周波数に変化するスイープ波形、すなわち、周波数０から最終的にはナイキスト周波数ｆｓ／２の波形の場合、ハイパスフィルタ１３からの信号が絶対値回路１５ａに入力されると、図１２Ｂに示すような波形を有する信号が出力される。
【００５５】
絶対値回路１５ａから出力された信号は、乗算器１５ｂにおいて任意のゲインＧが乗算される。乗算器１５ｂから出力される信号は、周波数０付近で出力が判定レベル１．０を超えるように設定された図１２Ｃに示すような波形を有する。
【００５６】
乗算器１５ｂから出力される信号のうち判定レベル１．０以上の部分については、クリップ回路１５ｃにおいてクリップをかけ、図１２Ｄに示すような波形を有する信号を出力する。なお、以後の説明を簡単にするために、判定レベルすなわちクリップレベルＣＬを１．０とする。また、図１２Ａ−１２Ｄでは、横軸に時間をとるとともに縦軸に信号レベルをとる。
【００５７】
このようにして、入力信号Ｉ１の周波数０付近の成分しか存在しない部分では、図１２Ｄのｈの部分のように信号レベルが０に近くなり、周波数０以外の成分を有する部分では、図１２Ｄのｉの部分のように信号レベルが１．０となる。
【００５８】
図１２Ｄのｈの部分は、０．０から１．０未満に変化しているが、これは、入力信号Ｉ１の変化がない部分又は変化が少ない部分に対応し、それに対して、図１２Ｄのｉの部分は、値が１．０になっているが、これは、入力信号Ｉ１の変化がある部分に対応する。
【００５９】
クリップ回路１５ｃから出力された信号は、乗算器１５ｄにおいて境界信号生成部１４からの信号に乗算され、乗算器１５ｄから出力される信号は、合成部１６に供給される。
【００６０】
ここで、入力信号Ｉ１が図１３Ａに示したような波形を有する場合を考えると、図７のハイパスフィルタ１３の出力は、図１３Ａａのような波形となる。合成信号作成部１５の絶対値回路１５ａ（図１１）では、ハイパスフィルタ１３からの信号を絶対値化し、図１３Ａｂのような波形となる。それが乗算器１５ｂでゲインＧが乗算されて、図１３Ａｃのような波形となる。その波形を、クリップ回路１５ｃにおいてクリップレベルＣＬでクリップすると、図１３Ｂに示すような波形となる。クリップレベルＣＬを１．０とした場合、図１３Ｂは、入力信号Ｉ１の変化のない部分では信号レベル０．０を有し、入力信号Ｉ１の変化のある部分では、信号レベル１．０を有する波形となる。
【００６１】
また、境界信号生成部１４から出力される信号の波形は、図１３Ｃに示すように、有効部分ｊでは信号レベルが１．０となり、有効部分ｊとブランキング期間ｌ１，ｌ２との境界では０．０から１．０の範囲で変化し、ブランキング期間ｌ１，ｌ２では信号レベルが０．０となる。これに、図１３Ｂのようなクリップ回路１５ｃからの波形が乗算器１５ｄで乗算され、乗算器１５ｄから出力される信号の波形は図１３Ｄに示すようになる。結局、合成信号作成部１５から出力される信号が、０．０の部分では映像中の変化のない部分であり、１．０の部分では、映像中の変化のある部分であることを示し、さらに、映像の有効部分とブランキング部分の境界部分では、ブランキング部分に近くなるに従って０．０になるような波形となり、合成信号作成部１５が出力する信号は、映像の変化のある部分であるかない部分であるか又は映像の有効期間であるかブランキング部分であるかを判別する判別信号となる。
合成信号作成部１５から出力される判別信号は、入力信号Ｉ１がハイパスフィルタＩ３及び合成信号作成部１５の処理にかかるクロック数だけ遅延する。
ここで、合成信号作成部１５から出力される判別信号は、後段の合成部１６において、デジタルフィルタ１１とデジタルフィルタ１２が出力する信号と、入力信号Ｉ１に対する遅延数が合っている必要がある。
遅延数が合ってない場合は、合成信号作成部１５から出力される判別信号が、デジタルフィルタ１１とデジタルフィルタ１２が出力する信号と遅延数が合うように遅延回路を挿入すればよい。
【００６２】
合成部１６は、図１４に示すように、減算器１６ａと、乗算器１６ｂ及び１６ｃと、加算器１６ｄとを有する。また、合成部１６は、デジタルフィルタ１１、デジタルフィルタ１２及び合成信号作成部１５の出力を入力とするが、これらは、デジタルフィルタ１１、デジタルフィルタ１２及び合成信号作成部１５において適切に遅延時間が調整され、位相の合った信号が入力するものとする。このような構成によって、デジタルフィルタ１１から出力された信号に合成信号作成部１５から出力された信号が直接乗算されるので、入力信号Ｉ１の変化がある部分では、主にデジタルフィルタ１１からの信号が出力される。また、デジタルフィルタ１２から出力された信号は、合成信号作成部１５から出力された信号を１．０から減算したものが乗算されるので、入力信号Ｉ１の変化のない部分や、有効部分とブランキング期間との境界では、主にデジタルフィルタ１２からの信号が出力される。
【００６３】
このように合成信号作成部１５からの判別信号が１．０の場合には、入力信号中の変化の多い部分であるということになり、判別信号が０．０の場合には、入力信号中の変化のない部分ということになり、判別信号が１．０の場合には、リンギングやオーバーシュートの多いデジタルフィルタ１１からの信号が、判別信号が０．０の場合には、リンギングやオーバーシュートの少ないデジタルフィルタ１２からの信号が合成されて出力されることになる。ここで、合成信号作成部１５からの信号値の１．０の部分が狭くなるに従って、リンギングの多いデジタルフィルタ１１の出力する信号が選択される範囲が少なくなり、リンギングの少ないデジタルフィルタ１２が出力する信号が選択される傾向が高くなる。その結果、合成信号作成部１５からの信号の１．０の部分が狭くなるに従って、リンギングが発生する範囲が少なくなる。合成信号作成部１５からの信号の１．０の部分をできるだけ狭くするためには、ハイパスフィルタ１３の係数の個数を少なくするのが好適である。既に説明したように、ハイパスフィルタ１３の係数が{−０．２５，０．５，−０．２５}の場合、係数が３個であるので、入力信号がインパルス信号の場合、３画素分に対応する信号が出力されることとなり、合成信号作成部１５からの信号の１．０の部分が３画素分の幅となる。この範囲は、入力信号に変化のある部分であるので、デジタルフィルタ１１の出力が選択され、他の部分ではデジタルフィルタ１２の出力が選択される。係数の数を比較的多くすることによって、種々の特性のフィルタを所望に応じて実現することができる。ただし、係数の数が増加するに従って応答の範囲が広くなるので、リンギングが多くなる。ここで、合成信号生成部１５（図１１）のクリップ回路１５ｃの判定レベルを１．０とし、それから出力される信号及び境界信号生成部１４から出力される信号の可変範囲を０．０−１．０としたので、乗算器１５ｄから出力される信号の可変範囲も０．０−１．０となり、その範囲の最大値が１．０なので、合成部１６（図１４）の加算器１６ｄの出力信号はそのまま出力される。したがって、最大１．０の値が合成信号作成部１５から入力されるので、合成部１６の減算器１６ａでは、１．０から合成信号作成部１５の信号を減算している。さらに、加算器１６ｄの後段においてこの最大値で除算を行う必要があるが、本実施の形態のように最大値が１．０の場合には除算を必要としない。合成信号作成部１５における判定レベルが１．０でない場合や、境界信号生成部１４から出力される信号の可変範囲が０．０−１．０でない場合、合成信号作成部１５から入力する信号の可変範囲の最大値は１．０ではないので、合成部１６の減算器１６ａにおいてその最大値から合成信号作成部１５の信号を減算し、さらに、加算器１６ｄの後段においてこの最大値で除算を行う。
【００６４】
ここで、デジタルフィルタ１１をローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとした場合について説明する。
入力信号Ｉ１が、図３Ａ−３Ｃに示すような波形が混在する図１５Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ１１から出力される信号の波形は、図１５Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００６５】
特に、図１５Ｂにおいてｍ１−ｍ６で示したような入力信号Ｉ１の変化のない部分や、ｎ１及びｎ２で示したような付近に変化のある部分が存在するブランキング期間では、オーバーシュートやリンギングが発生する。
【００６６】
デジタルフィルタ１２から出力される信号の波形は、図１５Ｃに示すようになり、図１５Ｂに示す波形に比べてオーバーシュート及びリンギングが少なくなる。また、合成信号作成部１５から出力される信号の波形は、図１５Ｄに示すようになる。合成信号作成部１５からの信号によって、デジタルフィルタ１１及び１２からの信号が合成され、図１５Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ１の有効部Ｐ１とブランキング期間Ｐ１，Ｐ２との境界や入力信号の変化のない部分では主にデジタルフィルタ１２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ１１からの信号が出力される。
【００６７】
特に、図１５ＥにおいてＮ１及びＮ２で示したような有効部分Ｏ１とブランキング期間Ｐ１，Ｐ２との境界部分では、それに対応する図１５Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図１５ＥにおいてＭ１−Ｍ６で示したような入力信号Ｉの変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００６８】
次に、デジタルフィルタ１１をハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとした場合について説明する。
入力信号Ｉ１が、図１５Ａと同様な図１６Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ１１から出力される信号の波形は、図１６Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００６９】
デジタルフィルタ１２から出力される信号の波形は、図１６Ｃに示すようになり、図１６Ｂに示す波形に比べてオーバーシュート及びリンギングが少なくなる。また、合成信号作成部１５から出力される信号の波形は、図１６Ｄに示すようになる。合成信号作成部１５からの信号によって、デジタルフィルタ１１及び１２からの信号が合成され、図１６Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ１の有効部Ｏ２とブランキング期間Ｐ３，Ｐ４との境界や入力信号の変化のない部分では主にデジタルフィルタ１２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ１１からの信号が出力される。
【００７０】
特に、図１６ＥにおいてＮ３及びＮ４で示したような有効部分Ｏ２とブランキング期間Ｐ３，Ｐ４との境界部分では、それに対応する図１６Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図１６ＥにおいてＭ７−Ｍ１２で示したような入力信号Ｉ１の変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００７１】
図１７は、本発明による信号処理装置の第２の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ２１と、遅延回路２２と、ハイパスフィルタ２３と、境界信号生成部２４と、合成信号作成部２５と、合成部２６とを有する。
【００７２】
本実施の形態では、デジタルフィルタ２１をローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとし、これは、周波数０付近の帯域で通過域となり、かつ、位相特性が入力信号と変わらない場合に最適なものである。
【００７３】
遅延回路２２は、デジタルフィルタ２１の処理に要する遅延数分だけ入力信号Ｉ２を遅延させるものである。これは、デジタルフィルタ２１から出力される信号の一部を置換するに当たり、少なくとも周波数０の周波数成分については、デジタルフィルタ２１から出力される信号と同一レベル及び同一の位相特性を有する信号を発生させる必要がある。
【００７４】
本実施の形態では、デジタルフィルタ２１によって、位相特性がずれない信号を取得するので、信号の一部を置換する信号は、少なくとも周波数０の成分だけがデジタルフィルタ２１から出力される信号の特性と同一であればよい。
【００７５】
これは、デジタルフィルタ２１において、周波数０の周波数成分については、通過域であるために入力信号と同一信号が出力されるので、信号の一部を置換する信号は、入力信号をそのまま使用すればよく、また、周波数０以外の周波数成分については、合成部２６において、デジタルフィルタ２１が出力する信号が選択されるようになるので、信号の一部を置換する信号を任意の信号とすることができ、入力信号Ｉ２をそのまま使用できることになる。本実施の形態のようにデジタルフィルタ２１をローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとする場合には、デジタルフィルタの代わりに遅延回路２２を使用すれば十分である。
【００７６】
本実施の形態の動作を説明する。
入力信号Ｉ２が、図１５Ａと同様な図１８Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ２１から出力される信号の波形は、図１８Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
なお、デジタルフィルタ２１の処理には入力信号（図１８Ａ）に対して時間ｔだけ遅延するものとする。
【００７７】
遅延回路２２から出力される信号の波形は、図１８Ｃに示すようになり、入力信号（図１８Ａに示す波形）に比べて遅延時間ｔだけ遅延したものとなる。また、合成信号作成部２５から出力される信号の波形は、図１８Ｄに示すようになる。合成信号作成部２５からの信号によって、デジタルフィルタ２１及び遅延回路２２からの信号が合成され、図１８Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ２の有効部Ｏ３とブランキング期間Ｐ５，Ｐ６との境界や入力信号の変化のない部分では主に遅延回路２２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ２１からの信号が出力される。
【００７８】
特に、図１８ＥにおいてＮ５及びＮ６で示したような有効部分Ｏ３とブランキング期間Ｐ５，Ｐ６との境界部分では、それに対応する図１８Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図１８ＥにおいてＭ１３−Ｍ１８で示したような入力信号Ｉ２の変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００７９】
図１９は、本発明による信号処理装置の第３の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ３１と、置換信号生成部３２と、ハイパスフィルタ３３と、境界信号生成部３４と、合成信号作成部３５と、合成部３６とを有する。
【００８０】
本実施の形態では、デジタルフィルタ３１をハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとし、これは、周波数０付近の帯域で阻止域となり、かつ、位相特性が入力信号と変わらない場合に最適なものである。
【００８１】
本実施の形態では、図７の構成において、デジタルフィルタ１２を、０の成分を有する信号を合成部３６に出力する置換信号生成部３２に変更している。デジタルフィルタ３１がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタである場合、その出力信号の周波数０の成分は阻止域であるために出力レベルが０となるので、デジタルフィルタを使用する必要がなく、置換信号生成部３２は、単にゼロの成分を有する信号を出力すればよい。このような場合でも、少なくとも周波数０の成分については、デジタルフィルタ３１が出力する信号と同一になる。
【００８２】
本実施の形態では、合成部３６が図１４と同一の構成を有してもよいが、デジタルフィルタ３１からの信号を、置換信号生成部３２から出力される０の成分を有する信号と合成しているので、置換信号生成部３２からの出力を使用せずに、図２０に示すように乗算器３６ａのみで構成してもよい。この場合、図１９の置換信号生成部３２は不要となる。
【００８３】
本実施の形態の動作を説明する。
入力信号Ｉ３が、図１５Ａと同様な図２１Ａに示すような波形を有する場合、デジタルフィルタ３１から出力される信号の波形は、図２１Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００８４】
置換信号生成部３２から出力される信号の波形は、図２１Ｃに示すように信号レベルが常に０になる。また、合成信号作成部３５から出力される信号の波形は、図２１Ｄに示すようになる。合成信号作成部３５からの信号によって、デジタルフィルタ３１及び置換信号生成部３２からの信号が合成され、図２１Ｅに示すような波形を有する信号となる。これによって、入力信号Ｉ３の有効部Ｏ４とブランキング期間Ｐ７，Ｐ８との境界や入力信号の変化のない部分では主に置換信号生成部３２からの信号が出力され、それ以外の部分では主にデジタルフィルタ３１からの信号が出力される。
【００８５】
特に、図２１ＥにおいてＮ７及びＮ８で示したような有効部分ｏ４とブランキング期間ｐ５，ｐ６との境界部分では、それに対応する図２１Ｂの箇所に比べてオーバーシュートが少なくなり、図２１ＥにおいてＭ１９−Ｍ２４で示したような入力信号Ｉ３の変化のある部分付近の変化のない部分では、リンギングが少なくなる。
【００８６】
次に、本発明による信号処理装置において、位相特性がずれるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタを構成する場合について説明する。
ある一定の条件があれば、既に説明した第１の実施の形態、第２の実施の形態又は第３の実施の形態と同一構成で、位相特性がずれるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタを構成することができる。
それは、位相特性がずれるフィルタとは前提する係数が真ん中の係数に対して左右非対称になっているようなフィルタである。
第１の実施の形態（図７）においては、デジタルフィルタ１１、デジタルフィルタ１２及びハイパスフィルタ１３において、位相特性が目的の特性となるような係数を設定すればよい。
第２の実施の形態（図１７）においては、デジタルフィルタ２１及びハイパスフィルタ２３において、位相特性が目的の特性となるような係数を設定すればよい。
第３の実施の形態（図１９）においては、デジタルフィルタ３１及びハイパスフィルタ３３において、位相特性が目的の特性となるような係数を設定すればよい。
第１の実施の形態（図７）のデジタルフィルタ１１、第２の実施の形態（図１７）のデジタルフィルタ２１及び第３の実施の形態（図１９）のデジタルフィルタ３１に設定する係数を以下のように設定すると、入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号が得られる。
例えば、ローパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００７，０．０１３，０．０２２，０．０３１，−０．０４９，−０．０８１，０．１４６，０．４５１，０．４５１，０．１４６，−０．０８１，−０．０４９，０．０３１，０．０２２，０．０１３，−０．００７}
例えば、ハイパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００２，０．０２９，−０．０５０，０．０１３，−０．０２０，０．１９２，−０．３４９，０．１８７，０．１８７，−０．３４９，０．１９２，−０．０２０，０．０１３，−０．０５０，０．０２９，−０．００２}
例えば、バンドパスフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００１，−０．００２，−０．０１７，０．０５０，０．０９７，−０．１１４，−０．１８７，０．２０４，０．２０４，−０．１８７，−０．１４４，０．０９７，０．０５０，−０．０１７，−０．００２，−０．００１}
例えば、バンドエリミネーションフィルタの場合は、以下のような係数を設定する。
{−０．００９，０．０２０，−０．０１２，−０．００５，−０．１７０，０．２５９，−０．０１７，０．４３４，０．４３４，−０．０１７，０．２５９，−０．１７０，−０．００５，−０．０１２，０．０２０，−０．００９}
以上の係数の場合、左から８番目の係数を真ん中とすると、７番目と９番目の係数の値は異なり、左右非対称になっているので、位相特性がずれる。
以上のような係数においても、その個数と係数値により、デジタルフィルタの出力にはリンギングやオーバーシュートが多く発生する。
以上は一例であり、目的の特性を得るには、デジタルフィルタの係数の個数や係数値は異なる。
【００８７】
第１の実施の形態（図７）において、デジタルフィルタ１２は、デジタルフィルタ１１がローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタで位相特性がずれるようなデジタルフィルタの場合には、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればいいので、次のような４個の係数で構成すればよい。
{０．０９，０．０４１，０．０４１，０．０９}
この係数列では、少なくとも周波数０の周波数成分については、入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号が得られる。
【００８８】
第１の実施の形態（図７）において、デジタルフィルタ１２は、デジタルフィルタ１１がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタで位相特性がずれるようなデジタルフィルタの場合には、周波数０の周波数成分のみデジタルフィルタ１１と同一であればよく、この周波数では、デジタルフィルタ１１は阻止域であるので、次のような４個の係数で構成すればよい。
{−０．２５，０．２５，０．２５，−０．２５}
この係数例では、少なくとも周波数０の周波数成分については阻止域となり、他の高域成分は、入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号が得られる。
ただし、この場合には、高域成分はデジタルフィルタ１１の出力が使用されるので、正確に０．５クロック分だけ位相特性のずれた出力信号を必要としない。デジタルフィルタ１１が周波数０で阻止域である場合、デジタルフィルタ１２でも少なくとも周波数０で阻止域となるように設定すればよい。
【００８９】
第１の実施の形態（図７）のハイパスフィルタ１３、第２の実施の形態（図１７）のハイパスフィルタ２３及び第３の実施の形態（図１９）のハイパスフィルタ３３では、入力信号の変化のある部分を検出するフィルタであり、入力信号のうち、周波数０では阻止域となり、それ以外の高域については通過域で位相特性がデジタルフィルタ１１と同一となるような係数を設定すればよい。
入力信号に対して０．５クロック分だけ位相特性のずれた高域成分を得るためには、以下のような係数とすればよい。
{−０．２５，０．２５，０．２５，−０．２５}
【００９０】
以上のように、位相特性がずれるような係数を設定すると、第１の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態において、入力信号の変化のある部分とない部分とを検出し、変化のある部分では係数の多いデジタルフィルタの出力が選択され、変化のない部分では係数の少ないデジタルフィルタの出力が選択されるようになるので、位相特性がずれるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びバンドエリミネーションフィルタにおいても、リンギングや境界部分に発生するオーバーシュートを軽減し又は抑制することができる。
【００９１】
ここで、第１の実施の形態（図７）のハイパスフィルタ１３、第２の実施の形態（図１７）のハイパスフィルタ２３及び第３の実施の形態（図１９）のハイパスフィルタ３３で設定する上記係数の周波数特性は、図９Ｂのようになる。なお、縦軸にフィルタの入力に対する出力の強度比をとる。
このように、位相特性をずらすフィルタでは、高域部の周波数特性が阻止域となる。
ここで、第１の実施の形態のハイパスフィルタ１３の説明した条件のうち、図９Ｂでは、少なくとも周波数０の部分については阻止域となっているので条件にあっているが、ナイキスト周波数ｆｓ／２の部分でも阻止域となっているので、周波数０以外の周波数については通過域となるという条件を満足していない。
【００９２】
入力信号Ｉ１（図７）、入力信号Ｉ２（図１７）及びＩ３（図１９）に、周波数ｆｓ／２の付近の成分が存在しない場合、元々存在しない周波数のものを合成部で切り替えても問題がないので、簡易的には、図９Ｂに示すような周波数特性を有するハイパスフィルタを使用してもよい。
【００９３】
しかしながら、入力信号が周波数ｆｓ／２の付近の成分を有する場合、本来はこのような周波数特性を有する係数を使用することができない。この場合にどのような現象が生じるかを以下説明する。
【００９４】
先ず、入力信号Ｉ１が、図１５Ａと同様な図２３Ａに示すような波形を有するものとする。この波形のうち、図３Ｂ及び３Ｃに示すような波形はナイキスト周波数ｆｓ／２の成分を有するものとする。
【００９５】
デジタルフィルタ１１から出力される信号の波形は、図２３Ｂに示すように多数のオーバーシュート及びリンギングを有する。
【００９６】
デジタルフィルタ１２から出力される信号の波形は、図２３Ｃに示すように、図２３Ｂに示す波形よりもオーバーシュート及びリンギングが少なくなる。
【００９７】
ハイパスフィルタ１３が出力する信号は図９Ｂに示すような周波数特性を有するが、ここではナイキスト周波数ｆｓ／２で阻止域となっているので、合成信号作成部１５から出力される信号も、ナイキスト周波数ｆｓ／２の成分を有する波形については検出されにくいので、図２３ＤのＸ，Ｙのように判別信号が１．０にならない事態が考えられる。
したがって、そのような部分では、主にデジタルフィルタ１２からの信号（図２３Ｃ）が出力されるが、図２３Ｅに示すように、Ｘ，Ｙの部分が図１５Ｅに比べて高域部が劣化した特性の信号が出力される。
【００９８】
本来、入力信号Ｉ１の変化のある部分では、デジタルフィルタ１１からの信号が出力されるべきであるが、入力信号Ｉ１の変化のある部分がナイキスト周波数ｆｓ／２の付近に存在する場合には、合成信号作成部１５で検出されないので、デジタルフィルタ１２からの信号が出力される。入力信号Ｉ１がナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有しない場合、デジタルフィルタ１１及び１２が、ナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有する信号を出力しないので、不都合はない。
【００９９】
しかしながら、デジタルフィルタ１２からの信号は、周波数０付近の特性のみデジタルフィルタ１１からの信号の特性と同一となるようにしか考えられないので、合成部１６は、ナイキスト周波数ｆｓ／２の部分でデジタルフィルタ１２からの信号を出力するようになり、入力信号Ｉ１がナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有する場合、デジタルフィルタ１２が出力する信号はナイキスト周波数ｆｓ／２付近の特性を保証できず、不都合である。このような不都合を生じない第４の実施の形態を以下説明する。
【０１００】
図２２は、本発明による信号処理装置の第４の実施の形態を示す図である。この信号処理装置は、デジタルフィルタ４１及び４２と、ハイパスフィルタ４３と、境界信号生成部４４と、合成信号作成部４５と、合成部４６と、位相調整部４７とを有する。
【０１０１】
本実施の形態では、デジタルフィルタ４１及びデジタルフィルタ４２を、位相特性をずらすものとしても、ハイパスフィルタ４３を、位相特性をずらさないものとする。なお、ハイパスフィルタ４３の係数として、例えば次のような３タップの係数を設定する。
{−０．２５，０．５，−０．２５}
その係数を有するデジタルフィルタの周波数特性は図８Ｂのようになる。
【０１０２】
この場合、ナイキスト周波数ｆｓ／２付近においても阻止域とならない。したがって、合成信号作成部４５からの信号は、図２３Ｄのような波形ではなく、図１５Ｄのような波形を有する。ただし、この状態では、合成信号作成部４５からの信号は、デジタルフィルタ４１からの信号やデジタルフィルタ４２からの信号に対して０．５クロック分位相がずれている。その結果、合成信号作成部４５の後段に位相調整部４７を追加する。
【０１０３】
位相調整部４７は、例えば図２４に示すように、フリップフロップ４７ａと、乗算器４７ｂ及び４７ｃと、加算器４７ｄとを有する。この場合、合成信号作成部４７からの信号は、乗算器４７ｂにおいて係数ＫＡが乗算されるとともに、フリップフロップ４７ａで１クロック遅延された後に乗算器４７ｃにおいて係数ＫＢが乗算される。
【０１０４】
乗算器４７ｂ及び４７ｃからの信号は、加算器４７ｄで加算した後に合成部４６に出力される。なお、係数ＫＡ，ＫＢを、合成信号作成部４５からの信号をデジタルフィルタ４１からの信号及びデジタルフィルタ４２からの信号に対して０．５クロック分位相をずらす場合には、共に０．５とする。
【０１０５】
その結果、位相調整部４７から出力される判別信号は、合成信号作成部４５からの信号をデジタルフィルタ４１からの信号及びデジタルフィルタ４２からの信号と同一の位相となり、かつ、入力信号のナイキスト周波数ｆｓ／２付近の成分を有する場合でも正確に信号を処理することができるようになる。
【０１０６】
上記実施の形態によれば、入力信号中の周波数が０の成分しか有しないような変化のない部分では信号を置換して出力しているので、従来のデジタルフィルタから出力される信号に発生するリンギングを軽減し又は抑制することができる。
【０１０７】
また、入力信号の有効部分とブランキング期間との境界を検出し、その境界については信号を置換して出力しているので、オーバーシュートを軽減し又は抑制することができ、その結果、入力信号を映像信号とした場合、画面周辺部の強調現象を軽減し又は抑制することができる。
【０１０８】
さらに、デジタルフィルタによって位相をずらすことを意図する場合でも、ハイパスフィルタ及び合成信号作成部において、ナイキスト周波数ｆｓ／２の成分についても正確に検出できるようにしているので、信号を位相的に精度よく処理することができる。
【０１０９】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、オーバーシュートとリンギングの両方を軽減し又は抑制する場合について説明したが、オーバーシュートとリンギングのうちの一方のみを軽減し又は抑制する場合についても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 デジタルフィルタの周波数特性を示す図である。
【図２】 デジタルフィルタの構成の一例を示す図である。
【図３】 デジタルフィルタに入力される信号の波形の例を示す図である。
【図４】 ローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタに図３に示す波形の信号が入力された場合の出力信号の波形を示す図である。
【図５】 ハイパスフィルタに図３に示す波形の信号が入力された場合の出力信号の波形を示す図である。
【図６】 デジタル映像信号の波形の一例を示す図である。
【図７】 本発明による信号処理装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図８】 図７のデジタルフィルタ１２の周波数特性の例を示す図である。
【図９】 図７のハイパスフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【図１０】 図７の境界信号生成部の動作を説明するための図である。
【図１１】 図７の合成信号作成部の構成を示す図である。
【図１２】 図７の合成信号作成部の動作を説明するための図である。
【図１３】 図７の合成信号作成部の動作を説明するための図である。
【図１４】 図７の合成部の構成を示す図である。
【図１５】 図７のデジタルフィルタをローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとした場合の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１６】 図７のデジタルフィルタをハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとした場合の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１７】 本発明による信号処理装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図１８】 本発明による信号処理装置の第２の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１９】 本発明による信号処理装置の第３の実施の形態を示す図である。
【図２０】 図１９の合成部の他の構成を示す図である。
【図２１】 本発明による信号処理装置の第３の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図２２】 本発明による信号処理装置の第４の実施の形態を示す図である。
【図２３】 本発明による信号処理装置の第４の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図２４】 図２２の位相調整部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，４７ａ フリップフロップ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，１５ｂ，１５ｄ，１６ｂ，１６ｃ，４７ｂ，４７ｃ 乗算器
３，１６ｄ，４７ｄ 加算器
４ 除算器
１１，１２，２１，３１，４１，４２ デジタルフィルタ
１３，２３，３３，４３ ハイパスフィルタ
１４，２４，３４，４４ 境界信号生成部
１５，２５，３５，４５ 合成信号作成部
１５ａ 絶対値回路
１５ｃ クリップ回路
１６，２６，３６，４６ 合成部
１６ａ 減算器
２２ 遅延回路
３２ 置換信号生成部
４７ 位相調整部
Claims (10)
- デジタル信号が入力され、フィルタ処理されたデジタル信号を出力するデジタルフィルタと、
前記デジタル信号に同期した同期信号に基づいて当該デジタル信号の有効期間とブランキング期間との境界部分を示す境界信号を生成する境界信号生成部と、
前記デジタル信号の信号レベルにおける経時的な変化のある部分と変化のない部分との判別を行い、及び／又は、前記境界信号生成部により生成される境界信号に基づいて前記境界部分を判別する判別手段と、
前記フィルタ処理されたデジタル信号のうち前記変化のない部分及び／又は前記境界部分を、出力するデジタル信号のオーバーシュート及び／又はリンギングが抑制され又は軽減されるように所定の処理を施したデジタル信号に置換する置換手段と
を具えることを特徴とする信号処理装置。 - 前記所定の処理を施したデジタル信号を、オーバーシュート及び／又はリンギングを抑制し又は軽減するような係数を用いてフィルタ処理されたデジタル信号としたことを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
- 前記デジタルフィルタを、ローパスフィルタ又はバンドエリミネーションフィルタとし、前記所定の処理を施したデジタル信号を、遅延された前記デジタル信号としたことを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
- 前記デジタルフィルタを、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとし、前記所定の処理を施したデジタル信号を、零成分を有するデジタル信号としたことを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
- 前記判別手段の出力する判別信号に位相の調整を行う位相調整手段を更に具えることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の信号処理装置。
- デジタル信号をフィルタ処理するフィルタ処理ステップと、
前記デジタル信号に同期した同期信号に基づいて当該デジタル信号の有効期間とブランキング期間との境界部分を示す境界信号を生成する境界信号生成ステップと、
前記デジタル信号の信号レベルにおける経時的な変化のある部分と変化のない部分との判別を行い、及び／又は、前記境界信号生成ステップにおいて生成される境界信号に基づいて前記境界部分を判別する判別ステップと、
前記フィルタ処理されたデジタル信号のうち前記変化のない部分及び／又は前記境界部分を、出力するデジタル信号のオーバーシュート及び／又はリンギングが抑制され又は軽減されるように所定の処理を施したデジタル信号に置換する置換ステップと
を具えることを特徴とする信号処理方法。 - 前記所定の処理を施したデジタル信号を、オーバーシュート及び／又はリンギングを抑制し又は軽減するような係数を用いてフィルタ処理されたデジタル信号とすることを特徴とする請求項６記載の信号処理方法。
- 前記フィルタ処理ステップが、デジタル信号をローパスフィルタ処理又はバンドエリミネーションフィルタ処理するステップを有し、前記所定の処理を施したデジタル信号を、遅延された前記デジタル信号とすることを特徴とする請求項６記載の信号処理方法。
- 前記フィルタ処理ステップが、デジタル信号をハイパスフィルタ処理又はバンドパスフィルタ処理するステップを有し、前記所定の処理を施したデジタル信号を、零成分を有するデジタル信号とすることを特徴とする請求項６記載の信号処理方法。
- 前記判別ステップで出力する判別信号に位相の調整を行う位相調整ステップを更に具えることを特徴とする請求項６から９のうちのいずれか１項に記載の信号処理方法。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01276880A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-07 | Hitachi Ltd | リンギング除去装置 |
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| JPH08317253A (ja) * | 1995-05-22 | 1996-11-29 | Sony Corp | 輪郭強調信号生成回路及びディジタル映像信号処理カメラ |
-
2000
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01276880A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-07 | Hitachi Ltd | リンギング除去装置 |
| JPH0879558A (ja) * | 1994-06-29 | 1996-03-22 | Sony Corp | 画像データ用のデジタルフィルタ及びデジタルフィルタシステム |
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