JPH0330580A - リンギング補償エツジエンハンサ - Google Patents

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】 ＣＩＩｔ業上の利用分野〕 本発明はリンギング補償を施したエツジエンハンサに関
し、特にＴＶ画像信号の輪郭強調に用いて高域強調機能
を低下させずにリンキング補償できるリンギング補償エ
ツジエンハンサに係わる。

〔従来の技術〕

′ｒｖ受像機の高精細化が盛んに行われている。

高精細化のためには種々の技術が用いられるが。

エツジエンハンサと、帯域制限フィルタ遮断特性の急峻
化は従来からよく用いられている方法である。

エツジエンハンサは一種品域強調フィルタであり、ＴＶ
受像機における様々なフィルタ処理によって減衰された
ＴＶ画像信号の高域成分を強調し再生画像のエツジ部を
くっきりさせて鮮明な画像を得ようとするものである。

具体的な従来例としては特開昭６４−５１６８号の“輪
郭補償回路等があ机 一方、受信したＴＶ信号からＯｆ能な限り高域成分を取
り出すことも重要で、このために急峻な遮断特性のフィ
ルタを用いる必要がある。しかしフィルタ遮断特性を急
峻にすると人力信号のエツジ部近傍にリンギングが生じ
、これが著しく再生−像の画質を劣化する。そこで、こ
のリンギングを除く種々の方法が考案されており、適応
的にフィルタ振幅特性を切り換える方式の一例として１
゛■学会技術報告“画面劣化防止装置”　、　ＩＴＨＪ
　Ｖｏ　Ｑ　。

１２、　ｎｏ、　５．　ｐ４９．　ＰＰ０ｆ！　’８８
−２　（Ｊａｎ、　１９８８）に述べられているリンギ
ング防止回路がある。

〔発明が解決しようとするＲＭ） 上記従来技術で述べた二つの技術は共に高精細化に資す
るものであり、しばしば併用される。エツジエンハンサ
は高域信号成分の振幅を大きくしグが含まれていると、
鮮明にはなるもののリンギングも強調され画質を損ねる
。そこで前述したようにエツジエンハンサとリンギング
補償を併用する必要性がでてくる。

しかるに従来のリンギング補償法は人力信号のエツジ近
傍で遮断特性の緩やかなフィルタに切り換える方法が使
われていた。この方法ではエツジ近傍の高域信号成分は
失ねれ、エツジ強調が無意味になるという矛盾が生ずる
。すなわち従来のリンギング補償法を用いたのではエツ
ジエンハンサの性能を充分に活かせないという問題点が
あった。

本発明の目的はフィルタ遮断特性を劣化させずにリンギ
ングのみを取り除くリンギング補償法を用いてエツジエ
ンハンサのリンギング補償を行い。

エツジ強調作用は失わずにリンギングの発生、強調のな
いエツジエンハンサを提供することにある。

［８題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、リンギングを補償するエツジ
エンハンサの周波数特性をほとんど変えＧ）リンギング
補償法を用いる。このような周波１−゛４盾 数特性をほとんど変えずにリンギング補償する方法には
特願昭６３−１５９１２２号に述べられている方法があ
る。

このリンギング補償法について概説する。補償しようと
するフィルタの周波数特性とほとんど同じ特性で、前リ
ンギングおよび後リンギングが零となったインパルス応
答を持つフィルタが得られれば、入力信号のエツジ部分
前後でこれらのフィルタを切り換えればリンギング補償
が可能である。

しかも切り換えによって周波数特性はほとんど変わらな
い１元の被補償フィルタが時間対称な係数を持つト’　
Ｉ　Ｒフィルタの場合には、上記のような性質を持つフ
ィルタは次のように構成することが出来る。

対称係数Ｆ’　Ｉ　Ｒフィルタのインパルス応答から、
主応答（中央のピークを主応答とみなす）と後ろ半分を
除いた前リンギング波形を、主応答に対し時間点対称に
展開したインパルス応答を作る。この対称係数を元の対
称係数に加えた（あるいは引いた）インパルス応答を持
つフィルタは前リンギングあるいは後ろリンギングのな
くなったインパルス応答を持つフィルタとなり、しかも
点対称係数に較べて小さいので周波数特性は元の対称係
数フィルタの特性とほとんど変わらない。こうして、フ
ィルタを切り換えても周波数特性劣化のないリンギング
補償が行える。

以上述べたリンギング補償法では三つのフィルタを切り
換えることになる。しかし実際には対称係数ａｓと、点
対称係数ａｏを用意でおき、切り換え係数ｋを−１〜１
にｕＪ変し、ａｅ＋ｋａｏとすることで実現できる。切
り換え係数には人力信号のエツジに符号切り換わり時点
を正確に合わせる必要がある。そこでエツジ検出信号を
点対称係数フィルタに人力し、切り換え制御信号を得る
。

〔作用〕

エツジエンハンサに周波数特性を劣化しないリンギング
補償を単純に組み合わせるだけでは、エツジエンハンサ
の機能は弱められてしまい意味が無い、エツジエンハン
サの機能とリンギング補償の機能は相反するところがあ
るのでそれぞれの機能を活かすには工夫が必要である。

まずエンハンサは高域を強調する機能と帯域制限機能の
二つから成っているので、リンギングを発生するフィル
タ部分のみをリンギング補償することが必要である。リ
ンギングを発生するのは遮断特性の急峻な帯域制限フィ
ルタであるのが普通であるから、帯域制限フィルタにリ
ンギング補償を施し、続いて高域強調フィルタを接続す
る。こうすることにより高域強調機能を失うことなくリ
ンギングの無いエツジエンハンサが構成できる。

また前項で述べたフィルタ切り換え制御信号を細工する
ことによってもエツジエンハンス機能を保存したままり
ンギング補償できる。すなわち切り換え信号をＯにすれ
ば対称フィルタの応答が出力されるから、エツジの近く
では切り換え信号を小さくしておくことでエツジ近辺の
リンギング除去作用を抑えればよい。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によるリンギング補償エツジエンハンサ
の一実施例の構成ブロック図である６図において、１は
リンギング補償帯域制限フィルタ、２は高域強調フィル
タである。

第１図におけるリンギング補償帯域制限フィルタ１は後
述する周波数特性の劣化しないリンギング補償を施した
帯域制限フィルタである。これにより、エツジ部分の高
域信号成分は保存されたまま高域強調フィルタ２に人力
され、エツジ強調されて出力される。このとき帯域制限
フィルタ１の出力はリンギング補償されているので高域
強調してもリンギングが目立つことはない。

また、高域強調フィルタ２自身は緩やかな特性であるの
で新たにリンギングを発生することはなく、所期の目的
であるリンギングの無いエツジエンハンサが実現できる
。

第１図のリンギング補償帯域制限フィルタの構成を第２
図に示す。

図において２０１〜２ＯＮ、２１ｔ〜２１Ｎ、２５は加
算器、２２ｏ〜２２Ｎ、２３０〜２３Ｎは係数掛算器、
２４１〜２４Ｎは遅延素子、２６は加算器。

２７はエツジ検出器、２８はフィルタ切換制御回路であ
る。帯域制限フィルタは遅延素子２４１〜２４Ｎによっ
て１標本化時間ずつ遅延された人力信号に係数掛算器２
２０〜２２Ｎによって対称係数ａ　ｅ　ｉ　（ｉ　＝Ｎ
”Ｎ）を掛け、加算器２０１〜２ＯＮよって総和するこ
とで実現される。他方、リンギング補償を行う点対称フ
ィルタは遅延素子２４１〜２４ＮによってＩＭ４本化時
間ずつ遅延された人力信号に係数掛算器２３ｏ〜２３Ｎ
によって点対称係数ａｏｉ　（ｉ＝＝−Ｎ−Ｎ）を掛け
、加λ？：器２１１〜２１Ｎによって総和することで実
現される。エツジ検出器２７によって検出された人力信
号中のエツジ信号はフィルタ切り換え制御回路２８で切
り換え信号ｋ（−１〜１）となり、掛算器２６および加
算器２５によりａｅ＋ｋａｏが実行される。

第２図のエツジ検出器２７およびフィルタ切換制御回路
２８の構成を第３図に示す。図において３１．３４ｒ〜
３４Ｎは遅延素子、３２，３６１〜３６Ｎは加算器、３
３は全波整流回路、３５ｏ〜３、”ｆｆｓは係数掛算器
、２７はエツジ検出器、２８はフィルタ切換制御回路で
ある。

人力信号はエツジ検出回路２７において、遅延索子３１
と加算器３２とから成る微分回路によって微分され、余
波整流回路３３により正極性の信号に変換されて、入力
信号のエツジ部分で振幅の大きいエツジ検出信号となり
、フィルタ切換制御回路２８に入力される。フィルタ切
換制御回路２８は、いわゆる非巡回型フィルタにより構
成したもので、エツジ検出信号をフィルタ切り換え信号
に変換する。フィルタ係数ｂｏ”ｂｓはインパル、ス応
答の中心（Ｎ／２）に対して点対称で、さらに中心の係
数値が最大で、両端に近いほど係数の絶対値が小さくな
るようにしておく。フィルタ切り換え制御回路のインパ
ルス応答は第２図の対称係数フィルタ、および点対称係
数フィルタのインパルス応答長と同じ長さにしておくこ
とによりフィルタ切り換えの時間をエツジの時間に正確
に合わせることが出来る。

第１図に示す実施例の回路にエツジを持つ信号が印未さ
れた場合の動作を第４図に示す動作波形図を用いて説明
する。

４−ａのようなステップ状の信号が入力されたとする。

第２図の対称係数フィルタの出力は４−すのようにリン
ギングを含む波形となる。これに対し第２図の点対称係
数フィルタの出力には、４−ｂの前リンギング部分を切
り出し出力エツジ時間に対して点対称に折り返した４−
ｃのような波形が得られる。４−ｂに４−ｃを加算した
信号（あるいは引算した信号）は前リンギングあるいは
後ろリンギングが無くなることが分かる。そこでフィル
タ切り換え信号を作り４−ｂと４−　ａの加減算を制御
する。

まず入力信号４−ａを微分した波形４−θを作る。これ
を４−ｄの点線のようなインパルス応答（４−ｄの実線
は入力インパルスを示す。）を持つ切り換え制御フィル
タに入力し、切り換え制御信号４−ｆを得る。４−ｆは
出力エツジ時点で符号が切り換わり、その近傍で振幅が
大きく、エツジから離れるにしたがって振幅が小さくな
る信号であるから、４−ｃに掛けて４−ｂに加えるとリ
ンギングの補償された４−ｇのような波形が得られる。

これを第１図の高域強調フィルタに入力すれば、リンギ
ングが発生せずしかもエツジ強調した出力波形が得られ
る。

第１図の実施例においては、リンギング補償帯域制限フ
ィルタ１の出力が急峻に変化し過ぎて。

高域強調フィルタ２においてエツジ値開が極端になり過
ぎる場合もある。このような場合には、第２図における
点対称フィルタの係数を、補償する対称係数との差が時
間経過に対して単調に減衰するような応答となるように
すればよい。この場合の出力波形は第４図の４−ｈのよ
うになり、エツジ近傍の高域成分が抑えられるので、高
域強調フィルタに通しても適度なエツジ強調効果が得ら
れる。

エツジエンハンサにリンギング補償を行う方法として、
第２図のリンギング補償帯域制限フィルタのようにエツ
ジエンハンサ全体をリンギング補フィルタの係数や、第
３図の切り換え制御フィルタの係数の選び方を工夫する
必要がある。

切り換え制御フィルタの係数を変形して構成したリンギ
ング補償エツジエンハンサの一実施例について第５図を
用いて説明する。５−ａは切り換え制御フィルタのイン
パルス応答をあられし第４図の４−ｄに相当する。出力
エツジの近傍でＯとなった係数にしておく、これに５−
ｂのような入力エツジ検出信号（第４図の４−ｅに相当
）を人力すると、５−　ｃのようなフィルタ切り換え制
御信号が出力される。５−ｃの波形はエツジの近傍でＯ
となっているので、これを第２図のフィルタ切り換え信
号として用いると、エツジの近傍は対称係数フィルタの
出力がそのまま出力される。従ってエツジの近傍のオー
バシュート、アンダーシュートはそのまま出力され、エ
ツジから離れたリンギング波形は補償される。従ってエ
ツジ強調効果はおとさずに目障りなリンギングだけを補
償することが出来る。

一般に微分器のようなフィルタは入力よりも遅れて出力
が得られるので、矩形状の信号を人力すると立ち上がり
エツジと、立ち下がりエツジで微分出力のタイミングが
ずれ、立ち上がりエツジでは信号のレベルの大きいとこ
ろにエツジ信号が出力され、立ち下がリエッジでは信号
レベルの低いところでエツジ信号が出力される。従って
このようなエツジ信号により切り換え制御信号を作ると
、エツジ強調効果が矩形波の立ち上がりと立ち下がりで
異なるように見える。これを修正するにはエツジの傾斜
の方向によってエツジ出力時点をずらせばよい。

以上のことを考慮した本発明によるリンギング補償エツ
ジエンハンサのさらに別の実施例を第６図に示す６図は
第３図のフィルタ切り換え制御回路に本発明を実施した
もので、第３図と同じ構成要素には同じ番号（３１，３
２，３４，３５，３６）を付しである。６１はスイッチ
制御回路、６２は切り換えスイッチ、６３は加算器であ
る。遅延素子３１と加算器３２から成る微分回路によっ
て得られたエツジ検出信号は、スイッチ制御回路６１に
よって極性を検査し、正極性の場合はａの方に、負極性
の場合はｂの方に切り換えスイッチ６２を切り換える。

切り換えスイッチのａ端子は遅延素子３４１に接続され
、ｂ端子は遅延素子３４１の出力に接続された加算器６
３に人力され引算が実行される。こうして第６図の構成
により、入力信号のエツジが正方向の傾きを持つときは
第３図の動作と変わらず、入力信号のエツジが負方向の
傾きを持つときは第３図よりも１標本時間早く切り換え
信号が出力される。入力信号のエツジ方向を変えたいと
きは切り換えスイッチ６２の端子ａと端子すを入れ換え
ればよい。

以上説明した実施例はいくつかを組み合わせて実施する
ことが可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕 本発明よれば、従来方法では両立することは国難であっ
たリンキング補償とエツジ強調という相反する機能を同
時に実現し、リンキングの発生。

したがって本発明によるリンギング補償エツジエンハン
サをいると従来のエンハンサに見られたリンギングによ
る画質劣化がなくエツジ部分を強調して画像の鮮明度を
上げることが出来る。しかもリンキング補償により信号
に含まれる高域成分を減衰することが無いので、エツジ
部分に高精細な成分が重なっていても、リンギング補償
により失われることは無い。

さらに本発明によれば従来のエツジエンハンサに、ごく
小規模な回路を付加するだけで実現できるのでＩＣ化も
容易であり、また画像信号処理以外の分野に応用するこ
とも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるリンキング補償エツジエンハンサ
の一実施例の構成図、第２図は第１図のリンギング補償
帯域制限フィルタの構成図、第３図は第２図のエツジ検
出回路と切り換え制御回路の構成図、第４図は第１図の
動作を説明する波形図、第５図は本発明による他の実施
例の動作を説明する波形図、第６図は本発明によるリン
ギングメ ４ 己 名 Ｉ”Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力信号のエッジ部を強調するエッジエンハンサ機
   能を有するフィルタを帯域制限フィルタ部と高域強調フ
   ィルタ部の二つに分け、該帯域制限フィルタ部にリンギ
   ング補償を施すことを特徴とするリンギング補償エッジ
   エンハンサ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のリンギング補償エッジ
   エンハンサにおいて、前記帯域制限フィルタ部を、帯域
   制限特性を有する第一のフィルタと、該第一のフィルタ
   と周波数特性がほとんど同じで前リンギングが小さくな
   つた時間非対称なインパルス応答を持つ第二のフィルタ
   と、第一のフィルタと周波数特性がほとんど同じで後リ
   ンギングが小さくなつた時間非対称なインパルス応答を
   持つ第三のフィルタにより構成し、これら三つのフィル
   タを入力信号に応じて切り換える切り換え制御回路を、
   入力信号を微分する微分回路と、該微分回路出力を全波
   整流する流整回路と、該整流回路の出力をフィルタリン
   グする前記三つのフィルタのインパルス応答長と等しい
   長さのインパルス応答を持つ切り換え制御フィルタとに
   よつて構成し、該切り換え制御回路出力により前記三つ
   のフィルタを切り換えることによりリンギング補償する
   ことを特徴とするリンギング補償エッジエンハンサ。 ３、特許請求の範囲第２項記載のリンギング補償エシジ
   エンハンサにおいて、前記帯域制限フィルタ部の時間非
   対なインパルス応答を持つ第二および第三のフィルタの
   係数を、帯域制限特性を有する第一のフィルタ係数との
   差が時間経過に対して単調に減衰するような応答となる
   ように設定することを特徴とするリンギング補償エッジ
   エンハンサ。 ４、入力信号のエッジ部を強調するエッジエンハンサ機
   能を有するフィルタに、該フィルタと周波数特性がほと
   んど同じで前リンギングが小さくなつた時間非対称なイ
   ンパルス応答を持つ第二のフィルタと、前記エッジエン
   ハンサ機能を有するフィルタと周波数特性がほとんど同
   じで後リンキングが小さくなつた時間非対称なインパル
   ス応答を持つ第三のフィルタを組合せ、これら三つのフ
   ィルタを特許請求の範囲第２項記載の切り換え制御回路
   と同じ構成の切り換え制御回路によつて、入力信号に応
   じて切り換えることによりリンギング補償することを特
   徴とするリンギング補償エッジエンハンサ。 ５、特許請求の範囲第４項記載のリンギング補償エッジ
   エンハンサにおいて、前記切り換え制御回路の切り換え
   制御フィルタの係数を係数の中央値が０となる時間点対
   称な係数で、かつ係数値の振幅最大点が係数中央点に正
   負数ビットの時点にあるような係数とすることを特徴と
   するリンギング補償エッジエンハンサ。 ６、特許請求の範囲第１項から第５項記載のリンギング
   補償エッジエンハンサにおいて、入力信号の正方向エッ
   ジに対して負方向エッジにおけるフィルタ切り換え時間
   を一定時間ずらすか、あるいは入力信号の負方向エッジ
   に対して正方向エッジにおけるフィルタ切り換え時間を
   一定時間ずらすことを特徴とするリンギング補償エッジ
   エンハンサ。