JPH0410773A - 輪郭強調回路 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ビデオカメラやビデオテープレコーダなどの
映像機器に用いて好適な輪郭強調回路に関する。

［従来の技術］ ビデオカメラやビデオテープレコーダにおいては、画像
の輪郭を強調して鮮鋭度を高めるために、輪郭強調回路
が設けられている。この輪郭強調には種々の手法が提案
されているが、原映像信号の二次微分信号を得、これを
極性反転して原映像信号に加算する手法が一般に用いら
れている。この手法は、極性反転された二次微分信号を
加算することにより、画像の輪郭を表わす映像信号のエ
ツジの前後にプリシュート、オーバーシュートを生じさ
せ、見掛は上エツジが強調されるようにするものである
が、その反面、エツジでの映像信号のレベル変化が大き
いと、プリシュートやオーバーシュートがリンギング状
となり、これが画像上で目立ってむしろ画質が劣化する
という副作用も生ずる。

そこで、従来では、プリシュートやオーバーシュートを
生じさせずにエツジを急峻にするようにした技術も提案
されている。

たとえば、特開昭６２−１３３８７１号公報には、直列
接続された第１．第２の遅延回路で原映像信号を遅延し
、第１の遅延回路の出力映像信号に二次微分の輪郭強調
信号を付加し、この映像信号と原映像信号、第２の遅延
回路の出力映像信号の中間レベルを検出して、プリシュ
ートやオーバーシュートがなく、原映像信号に対してエ
ツジが急峻になった映像信号を得るようにした技術が開
示されている。

また、特開昭５８−２１９８７２号公報においては、二
次微分信号が付加された映像信号のプリシュート部分、
オーバーシュート部分にリミッタをかけ、これらプリシ
ュート、オーバーシュートを失くすようにした技術が開
示されている。

さらに、特開平１−２０９８８１号公報においては、二
次微分の輪郭強調信号を、そのレベルが大となる程圧縮
率が大きくなるようにして、レベル圧縮し、原映像信号
に加算する技術が開示されている。これによると、プリ
シュート、オーバーシュートが抑圧されてエツジが急峻
となる。

さらにまた、米国特許第４５０４８５３号明細書におい
ては、カラー映像信号における色信号の輪郭強調に関す
るものであるが、輝度信号を微分して検波し、さらに微
分して二次微分信号を得、この二次微分信号にリミッタ
をかけて色信号のエツジ位置を表わす位置情報信号を生
成し、この位置情報信号に色信号の一次微分信号を乗じ
て輪郭強調信号を形成し、この輪郭強調信号を色信号に
付加する技術が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記いずれの従来技術においても、エツジでの
レベル変化が小さい場合には、エツジの検出が充分でな
く、通常、ノイズの影響を除去するために二次微分信号
にリミッタがかけられて波形整形されるから、二次微分
信号が切り捨てられる場合もあり、輪郭強調効果が充分
に得られないという問題もあった。

また、上記の米国特許第４５０４８５３号明細書に記載
されるように、輝度信号から色信号のエツジ位置情報を
得る場合、色信号にエツジがあって色変化があるにもか
かわらず、輝度信号にエツジがなかったり、エツジがあ
ってもそのレベル変化が充分小さいときには、色信号に
対する輪郭強調効果が得られないという問題がある。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、レベル変化が
大きいエツジのみならず、レベル変化が小さいエツジに
対しても、良好な輪郭強調効果が得られるようにした輪
郭強調回路を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、原映像信号の二
次微分信号を生成する手段と、該二次微分信号の振幅を
所定範囲内に制限するリミッタ回路と、該リミッタ回路
の出力信号を該原映像信号に付加する加算回路と、該原
映像信号のエツジ位置を検出してエツジ位置情報信号を
生成する手段と、該加算回路の出力映像信号の該エツジ
位置情報信号で指示されるエツジを強調するエツジ処理
回路とで構成する。

［作用］ エツジ位置情報信号によって指示される原映像信号のエ
ツジはレベル変化が大きいエツジであり、エツジ処理回
路でかかるエツジが、プリシュートやオーバーシュート
を生じさせることなく、急峻化される。エツジ位置情報
信号の生成過程において、原信号のレベル変化が小さい
エツジに関する情報は必然的に切り捨てられ、このため
に、かかるエツジに対してエツジ位置情報信号は生成さ
れない。

原映像信号の二次微分信号は原映像信号の全てのエツジ
の情報を含んでおり、その振幅はエツジでのレベル変化
が大きい程大きい。しかし、このに次微分信号の振幅は
リミッタ回路で制限されるため、大きなレベル変化のエ
ツジに対する振幅は小さく制限される。このリミッタ回
路の出力信号を原映像信号を付加すると、エツジでプリ
シュート、オーバーシュートが生ずるが、レベル変化が
小さいエツジに対してこのプリシュート、オーバーシュ
ートが大きく作用し、したがって、レベル変化が小さい
エツジが効果的に強調されることになる。

すなわち、本発明では、プリシュートやオーバーシュー
トを生じさせることなく、エツジを急峻にして輪郭強調
する場合のレベル変化が小さいエツジに対して輪郭強調
ができないのを、プリシュートやオーバーシュートによ
って補うようにする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による輪郭強調回路の一実施例を示すブ
ロック図であって、１は微分回路、２は検波回路、３は
微分回路、４は波形整形回路、５は微分回路、６はリミ
ッタ回路、７は遅延回路、８は加算回路、９はエツジ処
理回路、１０は入力端子、１１は出力端子である。

また、第２図は第１図の各部の信号を示す波形図であっ
て、第１図に対応する信号には同一符号をつけている。

第１図および第２図において、入力端子１０から入力さ
れた原映像信号Ａは、遅延回路７で遅延されて加算回路
８に供給されるとともに、微分回路１で微分されて一次
微分信号Ｂが形成される。

この一次微分信号Ｂは、原映像信号Ａの立ち上がるエツ
ジで正極性となり、立ち下がるエツジで負極性となる信
号であって、検波回路２に供給されて負極性の部分が正
極性に極性反転され、正極性の信号となる。この検波回
路２の出力信号Ｃは微分回路３で微分され、二次微分信
号りとして波形整形回路４に供給される。

二次微分信号りは、第２図に示すように、検波回路２の
出力信号Ｃの正極性部分の前半（したがって、原映像信
号Ａのエツジの前半）で正極性、この出力信号Ｃの正極
性部分の後半（したがって、原映像信号Ａのエツジの後
半）で負極性となる信号である。波形整形回路４はこの
二次微分信号りの正極性部分を波形整形して原映像信号
Ａのエツジの前半を表わす高レベルのパルス（プリエツ
ジパルス）Ｅを形成し、また、二次微分信号りの負極性
部分を波形整形して原映像信号Ａのエツジの後半を表わ
す高レベルのパルス（ポストエツジパルス）Ｆを形成す
る。

なお、波形整形回路４では、二次微分信号りの正極性部
分、負極性部分夫々に対して正、負の所定の閾値が設定
されており、この正極性部分と一方の正の閾値とが振幅
比較されてプリエツジパルスＥが形成され、この負極性
部分と他方の負の閾値とが振幅比較されてポストエツジ
パルスＦが形成される。そこで、二次微分信号りの正極
性部分。

負極性部分の振幅が正の閾値を上限として負の閾値を下
限とする範囲内に含まれるときには、プリエツジパルス
ＥやポストエツジパルスＦは形成されない。したがって
、この範囲は二次微分信号りに対して不感帯となる。

エツジ処理回路９は波形整形回路４からのプリエツジパ
ルスＥとポストエツジパルスＦとによって制御され、加
算回路８から出力される映像信号工のエツジを処理して
輪郭強調する。

ここで、第３図および第４図により、エツジ処理回路９
について説明する。但し、第３図はこのエツジ処理回路
９の一具体例を示すブロック図であって、１２は入力端
子、１３．１４は遅延回路、１５はスイッチ、１６．１
７は入力端子である。

また、第４図は第３図の各部の信号を示す波形図である
。

第３図および第４図において、加算回路８（第１図）の
出力映像信号Ｉは、入力端子１２からスイッチ１５のＣ
接点に供給されるとともに、遅延回路１３で遅延され、
遅延映像信号工′としてスイツチ１５のｂ接点に供給さ
れる。また、この遅延映像信号Ｉ′は遅延回路１４で遅
延され、遅延映像信号工′とじてスイッチ１５のａ接点
に供給される。スイッチ１５は入力端子１６．１７から
の信号によって制御され、接点ａ、ｂ、ｃのいずれかに
閉じて映像信号Ｉ、Ｉ’、Ｉ”のいずれか１つを選択す
る。

入力端子１６からは波形整形回路４で形成されたプリエ
ツジパルスＥが入力され、そのパルス期間スイツ、チ１
５は接点ａ側に閉じて遅延映像信号Ｉ　Ｉ＋を選択する
。また、入力端子１７からは波形整形回路４で形成され
たポストエツジパルスＦが入力され、そのパルス期間ス
イッチ１５は接点Ｃ側に閉じて映像信号Ｉを選択する。

これら以外の期間では、スイッチ１５は接点す側に閉じ
て遅延映像信号■′を選択する。

遅延回路１３．１４の遅延時間ＴＤは互いに等しく、か
つ第１図における遅延回路７の遅延時間と相まって遅延
映像信号工′のエツジの中心時点がプリエツジパルスＥ
の立下りエツジとボストエツジパルスＦの立上りエツジ
との間にあるように設定される。

そこで、映像信号工にエツジがないときには、入力端子
１６．１７からはプリエツジパルスＥ。

ポストエツジパルスＦが入力されないので、スイッチ１
５は接点す側に閉じ、スイッチ１５がら出力端子１１に
供給される映像信号Ｊは遅延回路１３からの遅延映像信
号工′である。その後、映像信号工にエツジがあって、
まず、入力端子１６がらプリエツジパルスＥが入力され
ると、スイッチ１５は接点ａ側に切り換わり、そのパル
ス期間映像信号■よりもエツジが２ＴＤ遅れた遅延映像
信号■′″を選択し、映像信号Ｊとする。そして、遅延
映像信号■′のエツジの中央時点前後で入力端子１６か
らプリエツジパルスＥが供給されなくなって入力端子１
７からポストエツジパルスＦが供給されるようになり、
スイッチ１５は接点ａから接点Ｃに切り換わる。これに
より、映像信号、工は遅延映像信号Ｉ　Ｉ＋から映像信
号工に切り換わる。この切り換え時点では、遅延映像信
号■″′はエツジの開始部分にあり、映像信号工はエツ
ジの終り部分にあるから、映像信号Ｊは、第４図の実線
で示すように、急峻に振幅が変化して急峻なエツジが付
与されることになる。この場合、当然のことながら、プ
リシュートやオーバーシュートが生じない。ポストエツ
ジパルスＦのパルス期間スイッチ１５は映像信号工を選
択するが、ポストエツジパルスＦが供給されなくなると
、スイッチ１５は接点すに切り換わり、映像信号Ｊは遅
延映像信号Ｔ′となる。

このようにして、エツジ処理回路９では、プリシュート
やオーバーシュートを生じさせずに、エツジを急峻化す
る。

第１図および第２図に戻って、波形整形回路４は上記の
ようにエツジ処理回路９を動作させるためのプリエツジ
パルスＥ、ポストエツジパルスＦを形成するが、これら
の形成のための閾値による不感帯が必然的に生ずるため
、この不感帯に二次微分信号りの振幅が含まれてしまう
ようなレベル変化が小さい原映像信号Ａのエツジに対し
ては、プリエツジパルスＥやポストエツジパルスＦが生
じないから、エツジ処理回路９は作用せず、したがって
、これによって輪郭強調がなされない。この実施例では
、さらに微分回路１，５．リミッタ６および加算回路８
からなる系を設け、小レベル変化のエツジに対しても強
調するようにしている。

すなわち、微分回路１から出力される一次微分信号Ｂは
微分回路５でさらに微分され、二次微分信号Ｇが形成さ
れる。この二次微分信号Ｇはリミッタ回路６で振幅制限
されるとともに、極性反転されて輪郭強調信号Ｈが形成
される。輪郭強調信号Ｈは、第２図に示すように、原映
像信号Ａの立ち上がるエツジの前半からの負極性部分、
その後半からの正極性部分とこの原映像信号Ａの立ち下
がるエツジの前半からの正極性部分、その後半からの負
極性部分とからなり、加算回路８によって遅延回路７で
遅延された原映像信号Ａに付加される。遅延回路７の遅
延時間は輪郭強調信号Ｈの極性反転時点が遅延回路７の
出力映像信号のエツジの中央時点と合うように設定され
る。

このようにして、加算回路８がら出方される映像信号Ｉ
には、輪郭強調信号Ｈにより、各エツジの始め部分にプ
リシュートが、終り部分にオーバーシュートが夫々付与
され、エツジが急峻となって輪郭が強調される。

ここで、リミッタ回路６は、振幅が小さい二次微分信号
Ｇを極性反転して通過させるが、振幅が大きい二次微分
信号Ｇをその振幅を一定のリミッタレベル以下に制限す
る。

これにより、原映像信号Ａのレベル変化が小さいエツジ
に対しては、加算回路８がら出方される映像信号工でプ
リシュート、オーバーシュートが顕著に作用して見掛は
上エツジが急峻となる。しかし、レベル変化が大きいエ
ツジに対しては、リミッタ回路６の作用により、映像信
号■のエツジでは、輪郭強調信号Ｈはエツジの急峻化に
はほとんど寄与せず、プリシュートやオーバーシュート
はほとんど目立たない。この場合の輪郭強調は、先に説
明したように、エツジ処理回路９によって行なわれる。

なお、リミッタ回路６では、通常、ノイズの影響を除く
ために、不感帯が設けられている。第５図はかかるリミ
ッタ回路６の特性の一例を示すものであって、不感帯に
含まれる振幅の信号はノイズとし、これに対してリミッ
タ回路６は信号を出力しない。

以上のように、この実施例では、レベル変化が大きいエ
ツジに対しては、エツジ処理回路９でプリシュートやオ
ーバーシュートなしに輪郭強調が可能となり、レベル変
化が小さいエツジに対しては、加算回路８でプリシュー
トやオーバーシュートによる輪郭強調が可能となり、い
ずれにしても、エツジは良好に急峻化されて良好な輪郭
強調が実現する。

しかも、このように２系統の輪郭強調処理系を有してい
るにもかかわらず、微分回路１をこれら処理系に共用で
きる。

また、プリエツジパルスＥやポストエツジパルスＦは輪
郭強調すべき映像信号Ａ自体から形成されるから、必ず
この映像信号Ａの全てのエツジが急峻化されることにな
る。

第６図は本発明による輪郭強調回路の他の実施例を示す
ブロック図であって、１８は極性変換回路であり、第１
図に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を
省略する。

第２図の二次微分信号り、Ｇの波形を比較して明らかな
ように、二次微分信号Ｇは、二次微分信号りを、その原
映像信号Ａの立ち下がるエツジから得られる部分を極性
反転したものと同様である。

この実施例は、この点に着目してなされたものである。

第６図において、微分回路３からの二次微分信号りは極
性変換回路１８に供給され、微分回路１からの一次微分
信号Ｂの負極性部分で極性反転される。第２図から明ら
かなように、一次微分信号Ｂの負極性部分は原映像信号
Ａの立ち下がるエツジに対応しており、したがって、こ
の負極性部分で上記のように二次微分信号りを極性反転
することにより、第１図の微分回路５から得られる二次
微分信号Ｇと同様の二次微分信号Ｇが得られることにな
る。

また、第７図に示すように、微分回路５から出力される
二次微分信号Ｇを極性変換回路１８に供給し、一次微分
信号Ｂの負極性部分で二次微分信号Ｇを極性反転するよ
うにしてもよい。この場合には、極性変換回路１８から
第１図における微分回路３からの二次微分信号りと同様
の二次微分信号りが得られる。

以上のように、第６図、第７図に示した実施例において
も、第１図に示した実施例と同様の効果が得られる。

以上の各実施例においては、映像信号をアナログ信号と
して処理してもよいし、ディジタル信号として処理して
もよい。第１図に示した実施例でディジタル処理する場
合の具体的な例として、第８図により説明する。但し、
第８図において、１９はＡ／Ｄ　（アナログ／ディジタ
ル）変換回路、２０は信号処理回路、２１はメモリ、２
２は差分化回路、２３は絶対値化回路、２４は差分化回
路、２５はオーバーサンプリング回路、２６はエツジ検
出回路、２７は差分化回路、２８はリミッタ回路、２９
は遅延回路、３０は加算回路、３１はオーバーサンプリ
ング回路、３２はエツジ処理回路、３３はＤ／Ａ　（デ
ィジタル／アナログ）変換回路である。

同図において、この実施例を構成する大部分の回路は第
１図における回路と対応している。この対応した回路を
次表に示す。

く表〉 入力端子１ｏから入力されたアナログ映像信号ＡはＡ／
Ｄ変換回路１９でディジタル映像信号に変換され、信号
処理回路２０に供給される。信号処理回路２０はメモリ
２１を用いてディジタル映像信号をノイズ除去などの処
理を行なう。たとえば、入力アナログ映像信号Ａがクロ
マ信号である場合、メモリ２１としてフィールドメモリ
を用いることにより、フィールド巡回形のクロマノイズ
リデューサなどが形成される。

信号処理回路２０で処理されたディジタル映像信号Ａ’
は、一方では、遅延回路２９で遅延されて加算回路３０
に供給されるが、また、差分化回路２２で処理されて、
時間的に連なる２つのサンプルデータのディジタル値の
差を表わす差分信号Ｂ′が生成される。この差分信号Ｂ
′は第１図における微分回路１からの一次微分信号に相
当し、アナログ映像信号Ａの立ち上がるエツジでは値が
正、アナログ映像信号Ａの立ち下がるエツジでは値が負
となる。

この差分信号Ｂ′は、さらに差分化回路２７で同様の差
分化処理がなされ、第１図の微分回路５から出力される
二次微分信号Ｇに相当する二次差分信号Ｇ″が生成され
る。この二次差分信号Ｇ′は、入力ディジタル値と出力
ディジタル値との関係が第５図のように表わされる特性
のリミッタ回路２８により、二次差分信号Ｇ′のディジ
タル値の制限処理とノイズ除去処理が施され、第１図の
リミッタ回路６の出力信号Ｈに相当するディジタルの輪
郭強調信号Ｈ′が生成される。この輪郭強調信号Ｈ′は
、加算回路３０により、遅延回路２９で遅延されたディ
ジタル映像信号Ａ′に付加され、このディジタル映像信
号Ａ′のレベル変化が小さいエツジが、プリシュートや
オーバーシュートがディジタル的に付加されることによ
り、急峻になる。

また、差分化回路２２からの差分信号Ｂ′は、絶対値化
回路２３でその負のディジタル値が正のディジタル値に
変換されることにより、第１図の検波回路２の出力信号
Ｃに相当する絶対値差分信号ＣＩが生成される。この絶
対値差分信号ＣＩは差分化回路２４で再度差分化処理さ
れ、第１図の微分回路３から出力される二次微分信号り
に相当する二次差分信号Ｄ′が生成される。

この二次差分信号Ｄ′はオーバーサンプリング回路２５
に供給され、時間的に連なるサンプルデータ間に新たな
サンプルデータが補間されて等節約にサンプリング周波
数が高められる。このオーバーサンプリング回路２５の
出力信号はエツジ検出回路２６に供給され、第１図の波
形整形回路４と同様に、正値のサンプルデータと負値の
サンプルデータとが検出されて夫々が存在する期間を表
わすプリエツジ信号Ｅ　Ｉ、ポストエツジ信号Ｆ′が生
成される。これらは第１図の波形整形回路４が生成する
プリエツジパルスＥ、ポストエツジパルスＦに相当する
。

一方、加算回路３０から出力されるディジモル映像信号
工″は、オーバーサンプリング回路３１でサンプリング
周波数が高められた後、エツジ処理回路３２に供給され
、第１図のエツジ処理回路９と同様のディジタル処理で
もって、プリエツジ信号Ｅ＋　、ポストエツジ信号Ｆ′
で指示されるエッジが急峻化される。エツジ処理回路３
２の出力ディジタル映像信号はＤ／Ａ変換回路３３でア
ナログ映像信号に変換され、出力端子１１から出力され
る。

以上のように、この実施例では、ディジタル処理である
が、第１図に示した実施例と同様の処理がなされ、した
がって、第１図に示した実施例と同様の効果が得られる
。

ここで、第８図におけるオーバーサンプリング回路２５
．３１について説明する。

上記のようにディジタル処理し、エツジ検出回路２６で
エツジを検出してプリエツジ信号Ｅ″ポストエツジ信号
Ｆ′を生成する場合、処理されるディジタル信号はサン
プリング周波数に応じた不連続な信号であるから、エツ
ジ検出のタイミング、すなわち、プリエツジ信号Ｅ′、
ポストエツジ信号Ｆ′の発生タイミングにサンプリング
周期分のバラツキが生ずる場合がある。たとえば、クロ
マ信号の処理に対してこのようなバラツキが生ずる場合
には、第９図に示すように、表示画面が赤の画面と青の
画面とからなり、これらの境界線が本来破線で示す垂直
な直線であっても、上記バラツキにより、実線で示すギ
ザギザ状の線となる場合もあり、画質が著しく損なわれ
てしまうことになる。

これを防止するためには、第８図におけるＡ／Ｄ変換回
路１９でのサンプリング周波数を高めればよく、これに
よってエツジ検出タイミングのバラツキが低減し、エツ
ジ検出精度（分解能）が高まることになる。しかし、サ
ンプリング周波数を高くすると、メモリ２１の容量を高
めなければならなくなることは勿論のこと、差分回路２
２，２４゜２４で使用される遅延回路において、同一の
遅延時間を得るための遅延素子の段数がサンプリング周
波数に比例することから、この遅延素子の段数が増加す
るし、また、第８図でのＣＭＯＳデバイスで構成された
回路では、消費電力が信号周波数に比例するから、サン
プリング周波数を高めるとともに消費電力も増加すると
いう欠点がある。

そこで、第８図においては、エツジ検出回路２６の直前
にオーバーサンプリング回路２５を設け、また、エツジ
処理回路３２の直前にオーバサンプリング回路３１を設
け、高い分解能が要求されるエツジ検出やエツジ処理に
際してのみサンプリング周波数を高めるようにし、上記
の欠点を失くすようにしている。

第１０図は第８図におけるオーバーサンプリング回路２
５．３１の一具体例を示すブロック図であって、３４．
３５は入力端子、３６はアンドゲート、３７．３８は遅
延回路、３９．４０は乗算回路、４１は加算回路、４２
は出力端子である。

この具体例は一次補間によってサンプリング周波数を２
倍にするものである。

以下、第１０図の各部の信号のタイミングを示す第１１
図を用いてこの具体例の動作を説明する。

入力端子３４から入力されるサンプリング周波数ｆｇの
ディジタルデータＤＤはアントゲート３６に供給され、
入力端子３５から入力される周波数ｆｓのクロックＣＫ
により、各サンプルデータの前半が抽出される。ここで
、ディジタルデータＤＤの各サンプルデータはそのサン
プリング周期”１１ｇだけホールドされている。第１１
図では、各サンプルデータに順次０，１，２．・・・・
・・の番号を付しており、以下、任意のサンプルデータ
をサンプルデータｉ（但し、ｉ＝ｏ、１．２．・・・・
・・）と表わす。

アンドゲート３６から出力されるディジタルデータＤＤ
１は、遅延回路３７により、周波数が２ｆｓのクロック
ＣＫ１の１八周期（＝１／２ｆｓ）分遅延されてディジ
タルデータＤＤ２となり、さらに、このディジタルデー
タＤ　Ｄ　２が、遅延回路３８により、クロックＣＫ２
と同一周波数で位相同期したクロックＣＫ、の１八周期
（＝　１／　２　ｆ　ｓ　）分遅延されてディジタルデ
ータＤＤ２となる。ディジタルデータＤＤ２は加算回路
４１に供給され、また、ディジタルデータＤＤ工、ＤＤ
３は夫々乗算回路３９゜４０で係数１八が乗算されて加
算回路４１に供給される。

ディジタルデータＤ　Ｄ　２のサンプルデータは夫々１
／２ｆｓの時間幅であって、１／ｆ６の周期である。

ディジタルデータＤＤ、、ＤＤ、も同様であるが、ディ
ジタルデータＤＤ２よりも１／ｚｆｌｉだけ時間的にず
れており、しかも、これらディジタルデータＤＤ１．Ｄ
Ｄ３は／ｆ、、だけ時間的にず九ている。

そこで、ディジタルデータＤＤ２の各サンプルデータは
そのまま加算回路４１を介して出力端子４２から出力さ
れるが、このディジタルデータＤＤ２のサンプルデータ
間でディジタルデータＤＤ１゜ＤＤ２のサンプルデータ
が同時に発生し、乗算回路３９．４０と加算回路４１と
でそれらの平均値のサンプルデータが形成されて出力端
子４２から出力される。ディジタルデータＤＤ２のサン
プルデータｉ、ｉ＋１間では、ディジタルデータＤＤ１
のサンプルデータｉ＋１とディジタルデータＤＤ３のサ
ンプルデータ１とが同時に発生し、これらの平均値のサ
ンプルデータが加算回路４１から得られる。この平均値
のサンプルデータが補間サンプルデータである。

したがって、出力端子４２に得られるディジタルデータ
ＤＤ″は、第１１図に示すように、入力ディジタルデー
タＤＤの各サンプルデータが１八倍に時間軸圧縮され、
これによって生じた空白部分に前後のサンプルデータの
平均値となるハンチングして示す補間サンプルデータが
補間されたものとなり、サンプルデータの相関を利用し
て無理なくサンプリング周波数が２倍に高められたもの
となる。

第１２図はこのディジタルデータＤＤ’の振幅変化を示
す図であって、黒丸が入力ディジタルデータＤＤのサン
プルデータであり、白丸が補間サンプルデータである。

なお、この具体例では、入力ディジタルデータＤＤのサ
ンプルデータ間に付加される補間サンプルデータを１個
としたが、遅延時間が適宜設定された所定数の遅延回路
や係数が適宜設定された所定数の乗算回路を用いること
により、入力ディジタルデータのサンプルデータ間に２
個以上の補間サンプルデータを補間し、サンプリング周
波数を２倍よりも高めることもできる。

また、第８図において、オーバーサンプリング回路は、
信号処理回路２０の直後でエツジ検出回路２６やエツジ
処理回路３２の直前であれば、いずれの位置に挿入して
もよい。信号処理回路２０の直後であれば、オーバサン
プリング回路が１個ですむことはいうまでもない。

さて、第１図、第６図および第７図に示した実施例にお
けるエツジ処理回路９を第３図に示したように構成した
場合、また、第８図に示した実施例におけるエツジ処理
回路３２を第３図に示した構成と同様の動作を行なわせ
た場合、第１５図（ａ）で■と示すように、映像信号の
立ち上がるエツジと立ち下がるエツジとが極めて接近し
ているときには、第４図による先の動作説明から明らか
なように、これらエツジはともに急峻となるが、第１５
図（ａ）の実線で示すように、これらエツジ間に落ち込
みが生じて輪郭強調効果が損なわれる。

第１８図はかかる問題点も解消することができるように
したエツジ処理回路の他の具体例を示すブロック図であ
って、４３，４４．４５は入力端子、４６〜４９は遅延
回路、５ｏはマルチプレクサ、５１は出力端子、５２は
アップ／ダウンカランタ、５３は比較回路、５４は入力
端子、５５は制御回路である。

以下、第１４図および第１５図（ｂ）を用いてこの具体
例の動作を説明する。

入力端子４３から入力された、たとえば第１図の加算回
路８からの映像信号工は、同じ遅延時間ＴＤの遅延回路
４６〜４９で順次遅延される。そして、映像信号Ｉと、
遅延回路４６から出力される時間Ｔｏだけ遅延された映
像信号■′、遅延回路４７から出力される時間２ＴＤだ
け遅延された映像信号工″、遅延回路４８から出力され
る時間３Ｔ、たけ遅延された映像信号工″′、遅延回路
４９から出力される時間４ＴＤだけ遅延された映像信号
Ｉ　Ｉｌ＋は夫々マルチプレクサ５０に供給される。

入力端子４４．４５に夫々プリエツジパルスＥ。

ポストエツジパルスＦが入力されないときには、アップ
／ダウンカウンタ５２のカウント値Ｎは零であり、この
カウント値Ｎと入力端子５４からの閾値Ｎ。とを比較す
る比較回路５３の出力信号には“Ｌ”　（低レベル）で
ある。制御回路５５はプリエツジパルスＥ、ポストエツ
ジパルスＦの有無と比較回路５３の出力レベルに応じた
制御信号を生成し、マルチプレクサ５０を制御するが、
これらプリエツジパルスＥ、ポストエツジパルスＦがな
いときには、遅延回路４７からの映像信号■″′を選択
するようにマルチプレクサ５０を制御する。

入力映像信号■にエツジが生じると、まず、プリエツジ
パルスＥが入力端子４４から入力される。

これにより、アップ／ダウンカウンタ５２は一定周波数
のクロックをアップカウントし、そのカウント値Ｎが増
加していく。プリエツジパルスＥの入力とともに、制御
回路５５はマルチプレクサ５０による選択を映像信号Ｉ
　Ｉ＋から映像信号工′″″に切り換え、アップ／ダウ
ンカウンタ５２のカウント値Ｎが閾値Ｎ０に達して比較
回路５３の出力信号Ｋが“Ｌ”からＬｔＨＩＩ　　（高
レベル）に反転するまでは、マルチプレクサ５０が映像
信号工″′を選択したままにする。したがって、第１５
図（ｂ）に示すように、入力映像信号■にエツジが生じ
ても、出力端子５１に得られる実線の映像信号Ｊはエツ
ジが生じない。

アップ／ダウンカウンタ５２のカウント値Ｎが閾値Ｎ。

に達して比較回路５３の出力信号Ｋがｒｒ　ＨＩＩとな
ると、プリエツジパルスＥが入力されていることから、
制御回路５５はマルチプレクサ５０が遅延回路４９から
の映像信号工ｌｕｌ＋を選択するようにする。このとき
には、第１５図（ｂ）においては、映像信号Ｊはまだエ
ツジが生じていない。

次に、入力端子４４からプリエツジパルスＥが入力され
なくなり、これとともに入力端子４５からポストエツジ
パルスＦが入力され始めると、アップ／ダウンカウンタ
５２が上記クロックをダウンカウントし始めるが、この
とき比較回路５３の出力信号ＫがＩＩＨ″′でプリエツ
ジパルスＥからポストエツジパルスＦに切り換ったこと
から、制御回路５５はマルチプレクサ５０の選択を映像
信号工１ｕ１１から映像信号■に切り換える。このとき
、映像信号Ｉ　ＩＩ″′はエツジの始め部分にあって映
像信号Ｉはエツジの終り部分にあるから、第１５図（ｂ
）に示すように、出力端子５１に得られる映像信号Ｊに
急峻に立ち上がるエツジが生ずる。

その後、アップ／ダウンカウンタ５２のカウント値Ｎが
低下して閾値Ｎ。よりも小さくなり、比較回路５３の出
力信号ＫがＩＩ　Ｌ　１＋となると、制御回路５５はマ
ルチプレクサ５ｏを切り換えて映像信号Ｉ′を選択させ
る。

入力映像信号■のエツジの終了とともに、ポストエツジ
パルスＦが入力されなくなるが、その後、この入力映像
信号工に、第１４図に破線で示すように、エツジが生じ
ないときには、制御回路５５はマルチプレクサ５０が映
像信号Ｉ”を選択するようにする。

しかし、第１４図に実線で示すように、入力映像信号■
に立ち上がるエツジの終了とともに直ちに立ち下がるエ
ツジが生ずる場合には、この立ち上がるエツジの終了と
ともにポストエツジパルスＦの入力が終了すると、直ち
に入力端子４４からプリエツジパルスＥが入力され、上
記と同様に、立ち上が名エツジの期間にプリエツジパル
スＥ、これに続いてポストエツジパルスＦが夫々入力さ
れ、また、アップ／ダウンカウンタ５２のアップカウン
ト、ダウンカウントによって比較回路５３の出力信号に
は“Ｌ”　　ＩＩ　ＨＩＩ　、　　ｔｔ　Ｌ　Ｈと変化
し、これによってマルチプレクサ５０は映像信号工”１
■ｌ＋＋＋、　■、　工１　の順に選択を切り換えてい
く。これにより、出力端子５１に得られる映像信号Ｊに
は、第１５図（ｂ）に示すように、マルチプレクサ５ｏ
が映像信号：［１１１１から映像信号エヘ切り換えると
き、急峻に立ち下がるエツジが生ずる。

ここで、映像信号工と映像信号Ｉ　ｕ＋＋との時間差が
大きい程、映像信号Ｊに生ずるエツジは急峻となる。ま
た、入力映像信号工に立ち上がるエツジの終了後直ちに
立ち下がるエツジが生ずる場合、映像信号工”でのこれ
らエツジの境界部分（頂部）でポストエツジパルスＦか
らプリエツジパルスＥに切り換わり、マルチプレクサ５
０は映像信号Ｉ″から映像信号■″′へ切り換える。こ
れら映像信号１１、Ｉｎ２間では、時間ずれが小さいた
め、映像信号■′に続いて直ちに映像信号Ｉ″′が同じ
変化をなし、このために、映像信号■″から映像信号エ
８１１に切り換わっても、第１５図（ｂ）に示すように
、映像信号Ｊには、２つのエツジ間に目立つ程の落ち込
みが生じないことになる。

つまり、第３図に示した具体例では、これを第１３図に
対応させると、エツジを急峻にするために映像信号Ｉ′
″′″からこれより大きく時間ずれした映像信号エヘ切
り換えられ、入力映像信号Ｉ′″の頂部では、逆に、映
像信号Ｉから映像信号Ｉ　Ｉｌ＋へ切り換えられる。こ
のために、映像信号Ｉが充分立ち下がってから映像信号
Ｉ　ＩＩＩ＋に切り換わり、映像信号工″”が立ち上が
っていくから、第１５図（ａ）に示すように、映像信号
Ｊには、２つのエツジ間に大きな落ち込みが生ずるので
ある。これに対し、第１４図に示した動作をなす第１３
図の具体例では、エツジを急峻にするためには、マルチ
プレクサ５０が大きな時間ずれがある映像信号１１１１
１．　■の切り換えを行なうが、入力映像信号■″″の
頂部時点でのマルチプレクサ５０の切り換えは、時間ず
れが小さい映像信号工１．Ｉｌ＋１間で行なっており、
映像信号工′が余り立ち下がらないうちに映像信号■″
′に切り換わるようにしている。これにより、第１５図
（ｂ）に示すように、映像信号Ｊでは、エツジ間での落
ち込みが小さくなる。

なお、遅延回路４６．４９に比べて遅延回路４７゜４８
の遅延時間を小さくすることにより、映像信号工′から
映像信号工″′へ切り換わるときの映像信号Ｊの落ち込
みをさらに小さくすることができる。但し、遅延回路４
６．４９と遅延回路４７゜４８との遅延時間の差を余り
大きくすると、映像信号Ｉ″″から映像信号Ｉ　１１１
１への切換え時点および映像信号工から映像信号■′へ
の切換え時点で映像信号Ｊに大きな落ち込みが生ずるよ
うになる。

また、第１３図では遅延回路の使用個数を４個としたが
、これに限るものではない。遅延回路の使用個数を多く
して個々の遅延回路の遅延時間を短くする程、映像信号
Ｊにおけるエツジ間での落ち込みはより小さくなり、エ
ツジが急峻となって他の部分の波形が入力映像信号■に
忠実な映像信号Ｊが得られる。但し、この場合、たとえ
ば、閾値が異なる比較回路を複数設けるなどしてアップ
／ダウンカウンタ５２のカウント値Ｎを遅延回路の使用
個数に応じた複数の領域に区分し、この領域毎にマルチ
プレクサ５０が選択する遅延回路の出力映像信号を切り
換えるようにする必要がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、大きなレベル変
化のエツジに対しては、プリシュートやオーバーシュー
トによらずに急峻化できるし、小さなレベル変化のエツ
ジに対しては、プリシュートやオーバーシュートによる
が、これらが目立つことなく急峻化でき、いずれのエツ
ジも良好に急峻化できて良好な輪郭強調効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による輪郭強調回路の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は第１図の各部の信号を示す波形図、
第３図は第１図におけるエツジ処理回路の一具体例を示
すブロック図、第４図はこの具体例の動作説明図、第５
図は第１図におけるリミッタ回路の特性図、第６図〜第
８図は夫々本発明による輪郭強調回路の他の実施例を示
すプロツク図、第９図はディジタル的に輪郭強調処理を
行なった場合のエツジの一効果を示す図、第１゜図は第
８図におけるオーバーサンプリング回路の一具体例を示
すブロック図、第１１図はこの具体例の動作を示すタイ
ミングチャート、第１２図は同じくその効果を示す図、
第１３図は第１図、第６図〜第８図におけるエツジ処理
回路の他の具体例を示すブロック図、第１４図はこの具
体例の動作を示すタイミングチャート、第１５図（ａ）
は立ち上がるエツジに直ちに続いて立ち下がるエツジが
生ずる入力映像信号に対する第３図に示したデータ処理
回路の出力映像信号を示す波形図、第１５図（ｂ）は同
じく第１３図に示したデータ処理回路の出力映像信号を
示す波形図である。 １・・・・・・微分回路、２・・・・・・検波回路、３
・・・・・微分回路、４・・・・・・波形整形回路、５
・・・・・・微分回路、６・・・・リミッタ回路、８・
・・・・・加算回路、９・・・・・・エツジ処理回路、
１０・・・・・・映像信号の入力端子、１１・・・・映
像信号の出力端子、１８・・・・・・極性変換回路、２
２・・・・・・差分化回路、２３・・・・・・絶対値化
回路、２４・・・・・差分化回路、２５・・・・・・オ
ーバーサンプリング回路、２６・・・・・・エツジ検出
回路、２７・・・・・差分化回路、２８・・・・・・リ
ミッタ回路、３０・・・・・・加算回路、３１・・・・
・・オーバーサンプリング回路、３２・・・・・・エツ
ジ処理回路。 第 図 第 図 Ｄ Ｃに Ｃに２ ｋ− 弔 図 ’１／２ｆＳｌ Ｄ３ ｉ１／２ｆｓ’ ）Ｗｓ 弔 図 ４ノ 第 図 第 図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原映像信号を微分して一次微分信号を生成する第１
   の微分回路と、 該一次微分信号を微分して第１の二次微分信号を生成す
   る第２の微分回路と、 該第１の二次微分信号の振幅を所定の範囲内に制限する
   リミッタ回路と、 該リミッタ回路の出力信号を輪郭強調信号として該原映
   像信号に付加する加算回路と、 該原映像信号のエッジの位置を検出し、エッジ位置情報
   信号を生成するエッジ位置検出手段と、 該加算回路から出力される映像信号の該エッジ位置情報
   信号によつて指示されるエッジを強調するエッジ処理回
   路と を備え、該輪郭強調信号によつて該原映像信号のレベル
   変化が小さいエッジを強調し、該エッジ処理回路で該原
   映像信号のレベル変化が大きいエッジを強調することが
   できるように構成したことを特徴とする輪郭強調回路。 ２、請求項１において、前記エッジ位置検出手段は、 前記原映像信号の一次微分信号を同一極性に検波する検
   波回路と、 該検波回路の出力信号を微分して第２の二次微分信号を
   生成する第３の微分回路と、 該第２の二次微分信号をその正極性部分、負極性部分毎
   に波形整形して前記エッジ位置情報信号を生成する波形
   整形回路と からなることを特徴とする輪郭強調回路。 ３、請求項２において、 前記検波回路に供給される一次微分信号は前記第１の微
   分回路で生成される前記一次微分信号であることを特徴
   とする輪郭強調回路。 ４、請求項１において、前記エッジ位置検出手段は、 前記第２の微分回路で生成される前記第１の二次微分信
   号の極性を前記第１の微分回路で生成される前記一次微
   分信号の極性に応じて変換する極性変換回路と、 該極性変換回路の出力信号をその正極性部分、負極性部
   分毎に波形整形して前記エッジ位置情報信号を生成する
   波形整形回路と からなることを特徴とする輪郭強調回路。 ５、請求項１において、前記エッジ位置検出手段は、 前記原映像信号と相関のある他の映像信号の一次微分信
   号を同一極性に検波する検波回路と、該検波回路の出力
   信号を微分して第３の二次微分信号を生成する第４の微
   分回路と、該第３の二次微分信号をその正極性部分、負
   極性部分毎に波形整形して前記エッジ位置情報信号を生
   成する波形整形回路と からなることを特徴とする輪郭強調回路。 ６、原映像信号を微分して一次微分信号を生成する微分
   回路と、 該一次微分信号を同一極性に検波する検波回路と、 該検波回路の出力信号を微分して第１の二次微分信号を
   生成する微分回路と、 該第１の二次微分信号をその正極性部分、負極性部分毎
   に波形整形してエッジ位置情報信号を生成する波形整形
   回路と、 該第１の二次微分信号の極性を該一次微分信号の極性に
   応じて変換し、第２の二次微分信号を生成する極性変換
   回路と、 該第２の二次微分信号の振幅を所定の範囲内に制限する
   リミッタ回路と、 該リミッタ回路の出力信号を輪郭強調信号として該原映
   像信号に付加する加算回路と、 該加算回路から出力される映像信号の該エッジ位置情報
   信号によつて指示されるエッジを強調するエッジ処理回
   路と を備え、該輪郭強調信号によつて該原映像信号のレベル
   変化が小さいエッジを強調し、該エッジ処理回路で該原
   映像信号のレベル変化が大きいエッジを強調することが
   できるように構成したことを特徴とする輪郭強調回路。 ７、請求項２、３、４、５または６において、前記原映
   像信号はディジタル映像信号であつて、 前記エッジ処理回路と前記波形整形回路の入力ディジタ
   ル信号のサンプリング周波数を該ディジタル映像信号の
   サンプリング周波数よりも高める手段 を設けたことを特徴とする輪郭強調回路。