JPH01276880A

JPH01276880A - リンギング除去装置

Info

Publication number: JPH01276880A
Application number: JP63103910A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kageyama; 昌広影山; Masahiko Achiha; 征彦阿知葉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-07
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2834137B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、リンギング除去′ｊ装置、特にデイジタルフ
ィルタリング処理を行った際に発生したリンギング成分
を信号の状ｍ１．。”、応じＴ’適応的１、；二除去す
る方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、フィルタのタップ数を増やしτ通過域と阻止域
の境界を急峻にするほど、侵時間にねた−って振幅の大
きなリンギングが発生ずる。そのため従来は、フィルタ
の所望の特性と発生ずるリンギングの量とのトレ・−ド
オフマーフィルタ特性を決定することが多かった。

第２図は、信号全体に、Ｎ（、二２Ｍ＋ｉ：Ｎは正奇数
、Ｍは正整数）タップメダイノンフィルタ（中央値出力
フィルタ）をかりてリンギングを除去する従来例を示す
ものである。入力端子１からディジタル信号を入力し、
（Ｎ−１）段の遅延素子５によってＮ個のデータを直並
列変換し、演算回路６によりＮサンプル中におけるメデ
イアン（中央値：　　（Ｍ＋１）番目に大きい値）を求
め、これをフィルタの重心位置の値として出力する。

第３図は、画像信号において、水平方向のリンギングの
発生を検出し、局所的に低域通過フィルタ（以下ＬＰＦ
と略記）を通してリンギングを除去する。テレビジョン
学会技術報告（ＩＴＥＪＴｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏ
ｒｔ　ＶＯｌ、１２　Ｎ＋１５．ＰＰ、４９〜５４．Ｐ
Ｐ０Ｅ’８８−２　Ｊａｎ、１９８８）記載の従来例を
示すものである。

ここでは、■輝度信号のレベル変化が大きい、■直後（
実際にリンギングが現れる部分）における中域周波数成
分がある値より小さい、■垂直方向の相関が大きい、と
いう３条件が同時に成立した場合を、リンギング検出の
条件としている。また、リンギング検出の結果に従って
、ＬＰＦを通す、または通さないの２値制御を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

メデイアンフィルタを信号全体にかける第２図の上記従
来技術は、単調に増加する（あるいは単調に減少する）
信号についてはフィルタの重心位置の値を保存し、振動
する信号に対しては平滑化した値が出力されるため、リ
ンギングの除去には効果的であるが、一方、インパルス
性の信号や周期的に短時間で変化する有意の信号を欠落
させる恐れがある。また、画像信号に適用した場合には
、エツジ部分が不連続になりやすく、不自然な画像にな
る。

ＬＰＦを局所的にかける第３図の上記従来技術は、■Ｌ
ＰＦをかけた部分で画像がぼける、■２値制御であるた
め不連続で不自然な画像になりやすい、■リンギング成
分と類似した有意の信号が入力された場合には、誤検出
によってその信号が欠落してしまう、などの問題点があ
る。

本発明の目的は、上述した問題点を解決し１本来必要と
しているフィルタの急峻な特性を損なわず、また有意の
信号の欠落の無いリンギング除去方法および装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、（１）リンギング成分を検出するリンギング検出回路と
、リンギングを除去するフィルタ回路と、混合比が３値
以上の多値に変化する混合回路とを用いる。あるいは、（２）リンギング成分を検出するリンギング検出回路と
、該リンギング検出回路の出力によって特性が変化する
非線形フィルタ回路とを用いる、あるいは、（３）リンギングの発生回路となっている回路への入力
信号と該回路の出力信号の両方、または該入力信号のみ
からリンギング成分を検出するリンギング検出回路と、
該リンギング検出回路の出力によって特性が変化するフ
ィルタ回路を用いる、ことにより達成される。

〔作用〕

リンギング検出回路を用いて、リンギングの発生原因と
なっている回路にリンギングの発生原因となるような信
号が入力された場合を検出し、あるいは、上記回路の出
力からリンギング成分を検出し、あるいは上記回路の入
力信号と出力信号の両方を用いてリンギング成分を検出
することによりリンギングパラメータｋを求める。この
ｋの値によって適応的に特性が変化するフィルタを用い
。

上記フィルタを３値以上の多値制御とすることにより、
リンギングが発生している部分だけを局所的に精度よく
、また不連続で不自然な出力とすることなく、リンギン
グを除去することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。同図
において、入力端子１から入力された信号は、リンギン
グ検出回路２とリンギング除去回路３へ同時に入力され
る。上記リンギング検出回路２では、リンギングの大き
さや時間的な幅に応じたリンギングパラメータｋを出力
する。上記リンギング除去回路３では、にの値によって
適応的にリンギングを除去して出力を得る。

リンギングの検出方法には、■リンギング成分そのもの
を検出する。■リンギングが発生しやすい信号を検出し
、ｅの白汀ｔｋ　ｌ、；はリンーｈ、４ングが出？）も
のと仮定しＣ処理する。（８）リンギングの発生原因と
なっている回路の人力と出力を比較釘るＳ”−）。

により、リンギング成分を検出１゛る５等が考えＩ゛。

れる。

第４図、および第５　ｆ５！ｌ　Ｌ、−、、、、、より
、−１：記りゝノギンゲ検出方法Ｃ′Ｄを実現する具体
的な構成例を説明４−６４゜第４図（ａ）において、す
ゝノギングの周波数成分だけを通ずバイブ入フイルり（
ＨＰＦ）スＩ）るいは帯域通過フィルタ（以ドＢ　Ｐ　
Ｆど略記）１０を通して後、変換回路Ｊ、１−を用いて
リンギングパラメータｋに変換する。同図（１））は、
同図（ａ）の構成をさらに詳しく示した構成図である。

同図（ｂ）においてＨＰ　ｉ”　１０を用いＣリンギン
グ成分を抽出し、整流器３２とＬ　１３１”　３　：３
を用いてスムージング（平滑化）し、ＲＯＭ３４Δっ用
いてクリッピング（上限９丁限の設定）を行い、リンギ
ングパラメータにとしで出力するいまた。第５図に示す
ように、典型的なリンギングの波形（除、）々しようと
するリンギングの波形）をメモリ１２　Ｌ；’記ｆ（＼
！′日１゛７゛才ずき、比較回路１−コ（をＳ用い゛Ｃ
入力信号＾：、　Ｊ、を較（バタ・−・ンマツチ〒／グ
）し、その差を変換１０１路１−１髪用いで１−記バラ
メ−・りｋに変換しｌ−もよい。

第（９図（＋１）Ｌニーより、上記リンギング検出方法
■呑・実現づ゛るｌ」、体的４ｒ構成例を説明すイ３ｏ
　リンギング゛が［１、’＜ｚちやすいの１，４：、信
号の急峻な振幅変化の１１１ｆ後に才？い「振幅があま
り変化し、５．い部分（平担なイを号の］″：、ツジ部
分）なので、同図ｊこおけるエツジ検出回路１４４；ｍ
より〕−ツジ部分の振幅変化と立ち上がり（イｌらドが
り）の時間ネト検出し１、子の結果Ｓ−，変換回路１１
−を用いτｋｉ、こ変換りる。ゴーツジの検出方法１．
こは、隣接！、たデータの差（微分値）または差の微分
値（２次微分値）Ｋ用いる方法や、高域通過フィルタ（
以下ＨＴＪ　Ｆ”と略記うとＴ、Ｉ）Ｆを適宜組み合わ
せる方法、」二記パターンマツチング１１．よる方法、
等ζ？実現、される。同図（）ン）は、同図（＋１）の
構成の一例をさらに詳しく示しｌ七構成図ｅある。遅延
素子：３５．減算器３Ｇ、および絶対値回路：３７を用
いで、入力信号の隣接１１．たデ〜りの差の絶対値を検
出（１１、比較回路３９を用いて固定値３８より小さけ
れば１１０　ＩＩを、固定値３８以上であれば“１″を
出力する。さらに、−１−配出力信号＆　Ｌ　Ｐ　Ｆ　
３３を用いてスムージングを行い、ＲＯＭ３４によって
クリッピング等を行゛〕てのち、パラメータにとして出
力する。

第７図により、上記リンギング検出方法（ａ）を実現す
る具体的な構成例を説明する。１司図において、入力端
子１から入力された信号は、リンギングの発生原因とな
っている回路１，５を通すとともに、。

上記検出方法（Ｄあるいは検出方法■を用い）゛−リン
ギング検出回路１Ｇへ入力する（信号α）。また、上記
回路１５の出力信号についても同様のリンギング検出回
路１−７へ入力する（信号β）。上記リンギング検出回
路１．Ｂ、ｉ’７で信号αと信号・βに含まれるリンギ
ング成分をそれぞれ検出し７、変換回路】−８でパラメ
・−タｌ（に変換４゛る。こ、二で、信号βから検出さ
れた成分と信号σから検出された成分が類似しているな
らば、新たに発生したリンギングではなく有意の信号で
あると判定するよ）１、ニド層変換回路１８も・設定し
ておけば、誤検出による有意の信号の欠落は軽減される
、また、第８図に示すよ“）に、信号αと信号βとの差
をとり、その差から一１２記検出方法■によるリン￥ン
グ検出回路２０＆用いてリンギング成分に検出し、変換
回路１１でパラメータｋに変換してもよいゎ第１図１．
、−お番」るリンギング除去回路３の具体的な構成例を
第９．．１０．１１図に示す。

第９図ｔ、″より、Ｌ　Ｐ　ＦΔで通した信号と通さな
い信号どの混合比をリンギング成分メ・−夕ｋに応じて
変化さゼるリンギング除去回路の具体例を詳しく説明す
る。同図において、乗算器２２．２３を用いで、入力信
号には（１−ｋ）を乗じ、Ｔ、　１）　Ｆ２〕を通しｌ
己信号し：はに髪乗じる（ノーだし、０≦に≦１）。ギ
に、これら二つの信号を加算器２４を用いて足し合わせ
る。すなわち、パラメータにの値が小さいとき（検出さ
れたリンギングが小さいどき）にはＬ　Ｐ　Ｆ　２　Ｆ
衣・通さない信号の割合を増やし、パラメータにの値が
大きいときは逆にＬ　Ｐ　Ｆ　２　】を通した信＋ｆを
増やす。このように、パラメータｋを単に“０″とＩＩ
　Ｉ　ＩＩの切換えだけでなく、３値以上の多値制御と
することにより、出力が境界で不連続な信号になること
を防止している。ここでＬＰＦはリンギング成分を十分
阻止できるものを使用する。また、リンギングの周波数
が予想できる場合には、帯域阻止フィルタ（以下ＢＥＦ
と略記）を用いることもできる。

第１０図により、リンギングパラメータｋにより適応的
に特性が変化するＬＰＦを用いたリンギング除去回路の
具体例を詳しく説明する。同図において、インパルス応
答を決定しているメモリ２５をパラメータにの値によっ
て切り換えることにより、ＬＰＦ２６の特性を変化させ
る。この際、パラメータにの値が小さいとき（検出され
たリンギングが小さいとき）にはフィルタを全域通過と
し、ｋの値が大きいときにはカットオフ周波数の低いＬ
ＰＦあるいは減衰率の大きいＬＰＦとする。

この場合も上記同様、ｋの値を３値以上の多値制御とす
ることにより、不連続になることを防止している。また
、上記同様、カットオフ周波数または選択度Ｑあるいは
減衰率が変化する帯域素子フィルタＢＥＦを用いること
もできる。

第１１図により、非線形フィルタを用いたリンギング除
去回路の具体例を詳しく説明する。ここでは、非線形フ
ィルタとして、フィルタの重心位置の近傍のデータから
特定のデータを選択して出力する。最大値出力フィルタ
、最小値出力フィルタ、極大値出力フィルタ、極小値出
力フィルタ、中央値出力フィルタ（メデイアンフィルタ
）１等が使用される。同図において、重み付は回路２７
を用いて、フィルタの重心位置の値にリンギングパラメ
ータｋに応じた重み付けを行ったのち、非線形フィルタ
２８に入力してリンギングを除去する。この際、パラメ
ータにの値が小さいとき（検出されたリンギングが小さ
いとき）は重心位置の値が出力されやすいように重み付
けをする。また。

第１２図に示すように、たとえば信号のエツジの立ち上
がり部分の前では最小値出力フィルタ２９、後では最大
値出力フィルタ３０というように、パラメータｋに応じ
てフィルタを切り換えてもよい。

更に、パラメータｋに応じてフィルタの形状（フィルタ
の重心位置の近傍にあるデータのうち、どのデータを対
象とするか：画像信号の場合には水平・垂直・時間方向
に隣接した画素データを含む）を切り換えてもよい。

以上は、説明を簡単化するために一次元の信号に対する
リンギング除去についてのみ述べてきたが、画像信号を
扱う場合には、本発明を、水平力　・向、垂直方向２時
間方向に独立に適用する、あるいはそれぞれの処理を組
み合わせたリンギング除去回路を用いることにより、容
易に水平、垂直。

時間方向のリンギング除去にも適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、リンギングが無い場合には信号には何
ら影響を及ぼさず、リンギングが発生した場合のみ適応
的なリンギング除去を行うため、本来必要なフィルタの
特性を損なうことなく、また、有意の信号を欠落させる
ことなくリンギング成分のみを除去することができる。

また、リンギング除去処理を３値以上の多値制御とする
ことにより、不連続や不自然さの無い処理を行うことが
できる。さらに、本来必要なフィルタの特性（インパル
ス応答など）が既知の場合には、フィルタへの入力信号
からリンギングの波形が予想できるため、それに適した
リンギング除去回路を用いることにより、効果的なリン
ギングの除去を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図。第３図は従来公知のリンギング除去装置の構成図、第４
図〜第１２図は第１図を詳細に説明した構成図である。１・・・入力端子、２，９，１６，１７．２０・・・リ
ンギング検出回路、３・・・リンギング除去回路、４・
・・出力端子、５，３５・・・遅延素子、６・・・演算
回路、？、１０，２１，２６．３３・・・線形フィルタ
、８゜３１・・・切り換え器、１１．１８・・・変換回
路、１２゜２５．３４・・・メモリ、１３．１９．３９
・・・比較回路、１４・・・エツジ検出回路、１５・・
・リンギングの発生原因となっている回路、２２．２３
・・・乗算撮、２４・・・加算器、２７・・・重みイー
１５回路、２８，２．９゜３０・・・非線形フィルタ、
３２・・・整流器、３６・・・減茅］図イ、３閃臀斗区ｌ（ス）込ｌ芽　７図一一−−−−−−−−−−−−−−−−−イ。ギ　ｌ／図く８

Claims

【特許請求の範囲】１、信号のリンギング成分を検出するリンギング検出回
路と、上記信号のリンギングを除去するフィルタ回路と
、上記フィルタ回路の出力と上記信号とを混合する混合
回路と、上記リンギング検出回路の出力によつて制御さ
れ、上記フィルタ回路の出力と上記信号混合比が３値以
上の多値に変化するように上記混合回路の混合比を制御
する手段とを有してなることを特徴とするリンギング除
去装置。２、信号のリンギング成分を検出するリンギング検出回
路と、上記リンギング検出回路の出力によつて特性が変
化し上記信号を入力とする非線形フィルタ回路とを有し
て成ることを特徴とするリンギング除去装置。３、リンギングの発生原因となつている回路への入力信
号と該回路の出力信号の両方からリンギング成分を検出
するレンギング検出回路と、上記リンギング検出回路の
出力によつて特性が変化するフィルタ回路とを有して成
ることを特徴とするリンギング除去装置。