JPH04172875A - 適応型輪郭強調回路 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばインターレース信号をノンインター
レース信号に変換する際、絵柄に適応した補間信号を生
成して画面に表示する高画質ディジタルテレビション受
像機において、輝度信号の輪郭強調を行う適応型輪郭強
調回路に関する。

（従来の技術） 近年、テレビジョン受像機においては、テレビジョン信
号のディジタル処理技術の進歩により、インターレース
走査方式のテレビジョン信号をノンインターレース走査
方式のテレビジョン信号に変換することが可能となって
きた。ノンインターレース走査方式では、１フイールド
内にインターレース走査方式の２倍の水平ラインを走査
する為、このインターレース／ノンインターレース変換
では、水平ラインの不足を補うだめのライン補間が必要
である。この場合、補間ラインの信号は、例えば、フィ
ールド内袖間により生成される。

第４図は従来の適応型輪郭強調回路の構成を示している
。

この回路は、フィールド内袖間により補間信号を生成す
る補間信号生成回路を備え、インターレース／ノンイン
ターレース変換を行うものである。

入力端子１１に導入されたインターレース走査方式の複
合映像信号は、輝度／色分離（以下Ｙ／Ｃ分離と記す）
回路１２で輝度信号Ｙと色信号Ｃとに分離される。

輝度信号Ｙは、遅延調整回路１３で所定時間遅延され、
直接信号として輪郭強調回路２３の一方端に入力される
。また、上記輝度信号Ｙは、ライン遅延回路２４に導か
れＩＨ遅延された後、２６２Ｈ（Ｈは水平期間）の遅延
量を有するフィールド遅延回路１５、混合回路１６及び
動き検出回路１７及び前記輝度信号Ｙと前記ライン遅延
回路２４の加算演算を行う加算器２５によって構成され
る補間信号生成回路に供給され、補間信号の生成に供さ
れる。この補間信号は、上記輪郭強調回路２３の他方端
に入力される。

上記輪郭強調回路２３は、上記直接信号及び補間信号の
水平及び垂直輪郭成分を強調し、それぞれ倍速変換回路
１４．１８に供給する。

倍速変換回路１４．１８は、輪郭強調された上記直接信
号及び補間信号を交互に倍速化して、出力端子］９に導
出する。これにより、出力端子１９には、ノンインター
レース走査方式の輝度信号Ｙが得られる。

一方、色信号Ｃは、遅延調整回路２０で遅延された後、
倍速変換回路２１で倍速化され、ノンインターレース走
査方式の色信号Ｃとして出力端子２２に導出される。

上記補間信号生成回路は、Ｙ／Ｃ分離回路１２から出力
される現在のフィールド（以下現フィールドと記す）の
輝度信号Ｙと、２６２Ｈの遅延量を有するフィールド遅
延回路１５から出力される１フイールド前のフィールド
（以下前フィールドと記す）の輝度信号Ｙとを混合回路
１６で混合することにより補間信号を得る。この場合、
現フィールドの輝度信号Ｙ及び前フィールドの輝度信号
Ｙは、それぞれ動画用輝度信号及び静画用輝度信号とし
て使われる。両信号の混合利得は、現フィールドの輝度
信号Ｙに基づき画像の動き量を検出する動き検出回路１
７の検出出力により補間的に制御される。

尚、上記遅延調整回路１３．２０は、上記直接信号及び
色信号Ｃと補間信号との位相を合わせるための回路でで
ある。

しかし、上述した従来の補間信号生成回路は、動画用輝
度信号の生成にフィールド内袖間処理として上下間和処
理を行っているため、画面上に斜め線が折れ線のように
表示される画質劣化（以下すだれ現象と記す）の問題が
あった。

この問題を解決するために、近年、補間位相点の上下方
向に位置する画素間の信号相関と、この補間位相点と錯
交する斜め方向に位置する画素間の信号相関とを判定し
てフィールド内袖間を行うフィールド内袖開回路が開発
されている。

第５図はフィールド内袖開回路３１の構成を示している
。

上記Ｙ／Ｃ分離回路１２で分離された輝度信号Ｙは、現
水平走査ラインＰＬの輝度信号Ｙ（ＰＬ）としてライン
補間信号生成回路３２の一方端に供給されると共に、低
域通過フィルタ（以下ＬＰＦと記す）３３に供給される
。また、上記輝度信号Ｙ　（ＰＬ）は、ライン遅延回路
２４で１Ｈ遅延され、前水平走査ラインＦＬの輝度信号
Ｙ（ＦＬ）として上記ライン補間信号生成回路３２の他
方端に供給されると共にＬＰＦ３５に供給される。

ＬＰＦ３３．３５は、入力信号の水平低域成分を抽出し
てそれぞれ相関判定回路３６に供給する。

上記ライン補間信号生成回路３２は、現水平走査ライン
ＰＬの輝度信号Ｙ（ＰＬ）の全帯域成分と前水平走査ラ
インＦＬの輝度信号Ｙ（ＦＬ）の全帯域成分とに基づい
て、補間画素を中心とした画像の上下方向及び斜め方向
のそれぞれについて、該方向の補間信号を生成する。こ
れら複数の補間信号は、選択回路３７に供給される。

上記相関判定回路３６は、ＬＰＦ３３から出力される現
水平走査ラインＰＬの輝度信号Ｙ　（ＰＬ）の水平低域
成分と、ＬＰＦ３５から出力される前水平走査ラインＦ
Ｌの輝度信号Ｙ（ＦＬ）の水平低域成分とに基づいて、
補間画素を中心とした画像の上下方向及び斜め方向のう
ち、信号相関が最も高い方向を判定する。

上記選択回路３７は、上記ライン補間信号生成回路３２
から供給される複数の補間信号のうち、上記相関判定回
路３６により信号相関か最も高いと判定された方向の補
間信号を動画用の補間信号として選択し、混合器］６の
一方端に供給する。

混合器１６の他方端には、上記前水平走査ラインＦＬの
輝度信号Ｙ（ＦＬ）か２６２Ｈの遅延量を有するフィー
ルド遅延回路］５を介して入力される。

上述のフィールド内袖開回路３１を用いれば、すだれ現
象を低減することができる。

しかし、上記輪郭強調回路２３において、垂直解像度を
上げるために輝度信号の垂直高域を強調すると、すだれ
現象の低減効果が薄れるという問題がある。このことは
上下間和処理を行う第４図の補間信号生成回路において
も同様である。

第６図は上記問題点を３次元周波数を用いて説明してい
る。

図において、横軸μは水平方向の周波数を表し、縦軸ν
は垂直方向の周波数を表し、時間軸ｆは時間周波数を表
している。

同図（ａ）に示すように、インターレース走査方式にお
ける静画部においては、垂直高域成分の信号Ａの折り返
し成分Ａ′のみが現れる。ノンインターレース走査方式
においては、画素の補間は１フイールド前の信号で行っ
ている。これは、時間軸方向の３０Ｈｚにヌル点を持つ
フィルタを介したことになり、折り返し点は消える。

しかし、同図（ｂ）に示すように、３０Ｈｚ程度の動き
をもつ画像においては、垂直高域成分の信号Ａの折り返
し成分Ａ′が時間軸方向のＯＨｚ付近まで伸びてくる。

インターレース走査では、原信号Ａがあるため折り返し
成分Ａ′はそれ程目立たない。しかし、ノンインターレ
ース走査方式における画素の補間は、フィールド内で垂
直方向の加算により行われるため原信号Ａの垂直高域成
分か減少する。従って、時間軸方向のＯＨｚ付近まで伸
びてきた折り返し成分Ａ′か目立つようになり、すだれ
現象が生じる。つまり、垂直高域を強調すると、すだれ
現象が更に目立てしまう。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来の適応型輪郭強調回路は、補間画
素を中心とした画像の上下方向及び斜め方向のうち、信
号相関が最も高い方向の補間信号を用いてフィールド内
袖間を行う。この場合、垂直解像度を上げようとして垂
直高域成分を強調すると、補間信号の方向によっては、
信号の折り返し成分も強調してしまい、すだれ現象の低
減が薄れるという問題かあった。

そこでこの発明は、垂直解像度を上げるために輪郭強調
を行った場合でも、すだれ現象を抑えることができる適
応型輪郭強調回路を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題を解決するための手段） この発明は、テレビジョン信号の輝度信号の輪郭強調を
行うための輪郭強調手段と、前記輝度信号の走査線の画
素を用いて上下、右傾斜及び左傾斜のいずれの方向の相
関が強いかを判定し、右傾斜及び左傾斜の相関か強い場
合は前記輪郭強調手段の利得を下げる利得制御手段とを
具備したものである。

（作用） 上記手段によれば、すだれ現象が目に付きやすい水平低
域・垂直高域の画素で補間される場合のみ垂直輪郭強調
の利得を下げることができるため、画面の解像度を上げ
るために輪郭強調を行ってもすたれ現象が目立つことは
ない。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明に係わる適応型輪郭強調回路の第１の
実施例を示している。

尚、この発明は先の第４図に示した回路に垂直輪郭強調
回路２３の利得制御手段として相関方向検出部５０を加
えたものであり、同一部には同一符号を付して説明する
。

上記相関方向検出部５０は、ＬＰＦ３３，３５、方向検
出回路３９及び利得制御回路４６から構成されている。

Ｙ／Ｃ分離回路１２で分離された輝度信号Ｙは、ＬＰＦ
３３を介して方向検出回路３９の一方端に入力されると
共に、ＩＨの遅延量を有するライン遅延回路２４及びＬ
ＰＦ３５を直列に介して方向検出回路３９の他方端に入
力される。

ＬＰＦ３３．３５は、Ｙ／Ｃ分離回路］２から出力され
る現在のライン（以下現ラインと記す）の輝度信号Ｙと
、ＩＨの遅延量を有するライン遅延回路２４から出力さ
れる１ライン前のライン（以下前ラインと記す）の輝度
信号Ｙとの低域成分を抽出する。

方向検出回路３９は、上記現ライン及び前ラインの輝度
信号Ｙの相関性を判断し、相関方向検出信号を利得制御
回路４６に出力する。利得制御回路４６は、利得制御信
号を輪郭強調回路２３の制御端に出力する。

第２図は、相関方向検出部５０の相関判断の動作を示し
ている。

図において、Ｂ１〜Ｂ７は前ラインの画素を示し、Ａ１
〜Ａ７は現ラインの画素を示し、Ｌは補間ラインの補間
位相点を示している。

方向検出回路３９は、（Ｂｌ、Ａ７）、（Ｂ２゜Ａ６）
、（Ｂ３．Ａ５）、（Ｂ４．Ａ４）、（Ｂ５．Ａ３）、
（Ｂ６．Ａ２）、（Ｂ７．ＡＩ）の画素の組み合わせか
ら差分値の最も小さい組み合わせを選択する。そして、
選択された組み合わせの方向と直角の方向に映像のエツ
ジ部分が存在すると見なす。

すだれ現象は、水平低域・垂直高域の信号の場合に目立
つ。従って、前記画素の組み合わせのうち（Ｂｌ、Ａ７
）及び（Ｂ７．、ＡＩ）を用いて補間ラインを生成した
場合の方が、（Ｂ３．Ａ５）及び（Ｂ５．Ａ３）を用い
て生成した場合よりもすだれ現象が目立つ。

利得制御回路４６は、方向検出回路３９かすだれ現象が
目立つ（Ｂｌ、Ａ７）及び（Ｂ７．ＡＩ）の組み合わせ
を選んだ場合、画面の解像度が極端に落ちない程度に輪
郭強調回路２３の利得を下げるように制御する。

第３図は、この発明に係わる適応型輪郭強調回路の他の
実施例を示している。

尚、この発明は先の第４図及び第５図に示した回路の輪
郭強調回路２３を改良して輪郭強調回路４７としたもの
であり、同一部には同一符号を付して説明する。

上記遅延調整回路１３の直接信号出力は、水平輪郭生成
回路４０ａで水平高域成分が抽出され、更に係数器４２
ａで最適値に制御され、加算器４４ａで上記直接信号出
力と加算される。

上記混合回路１６の補間信号出力は、水平輪郭生成回路
４０ｂて水平高域成分が抽出され、更に係数器４２ｂて
最適値に制御され、加算器４４ｂで上記補間信号出力と
加算される。

上記相関判定回路３６の制御出力は、利得制御回路４６
で利得が調整され、垂直輪郭強調の利得を制御する係数
器４３ａ、４３ｂの制御端にそれぞれ入力される。係数
器４３ａ、４３ｂの入力端には、垂直輪郭生成回路４１
ａ、４１ｂで抽出された上記直接信号及び補間信号の垂
直高域成分がそれぞれ入力される。

上記相関判定回路３６は、先の第２図で説明した様に、
前ラインの画素（Ｂｌ〜Ｂ７）と現ラインの画素（Ａｌ
〜Ａ７）において、（Ｂ１゜Ａ７）、（Ｂ２．Ａ６）、
（Ｂ３．Ａ５）、（Ｂ４．Ａ４）、（Ｂ　５．　　Ａ　
３）、（Ｂ６゜Ａ２）、（Ｂｌ、ＡＩ）の画素の組み合
わせのうち最も相関性の高い組み合わせの画素を選択す
るように選択回路３７を制御する。

すたれ現象は水平周波数か低く、垂直周波数か高い場合
、つまり上記組み合わせのうち（Ｂｌ、Ａ７）及び（Ｂ
ｌ、ＡＩ）を用いて補間信号を生成した場合の方が（Ｂ
３．Ａ５）及び（Ｂ５゜Ａ３）を用いて生成した場合よ
り目立つ。

上記利得制御回路４６は、相関判定回路３６かすだれ現
象が目立つ（Ｂｌ、Ａ７）及び（Ｂｌ。

ＡＩ）の組み合わせを選んだ場合、画面の解像度が極端
に落ちない程度に垂直輪郭強調の量を決定する係数器４
３ａ、４３ｂの利得を下げるように制御する。

係数器４３ａ、４３ｂは、利得制御回路４６の信号を用
いて垂直輪郭生成回路４１ａ、４１ｂの垂直高域成分を
最適値に制御し、加算器４５ａ。

４５ｂにそれぞれ出力する。

加算器４５ａ、４５ｂは、上記加算器４５ａ。

４５ｂの出力と上記加算器４４ａ、４４ｂの出力とを加
算し、直接信号及び補間信号を上記倍速変換回路１．４
．１８にそれぞれ出力する。

この適応型輪郭強調回路では、上記相関方向検出部５０
の制御信号を相関判定回路３６から得たものである。

また、輪郭輪郭強調回路４７は、特にすたれ現象の発生
に影響を与える垂直輪郭部のみを制御することでハード
ウェアの低減を図っている。

尚、この実施例では輪郭強調回路４７を、倍速変換回路
１４．１８の前段に設けた場合を説明したが、倍速変換
回路１４．１８の後段に設けてもよく、また出力端子］
９のノンインターレース走査方式の輝度信号出力に対し
て行ってもよい。垂直輪郭強調の中心周波数は、５２５
／４（本／画面高）、５２５／２（本／画面高）に限る
ものではないことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、インターレース
走査方式をノンインターレース走査方式に変換する際に
補間する信号に対して、垂直解像度を上げるために輪郭
強調を行った場合でも、すだれ現象を抑えることができ
る適応型輪郭強調回路を提供することがせきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる適応型輪郭強調回路の第１の
実施例の構成を示す図、第２図は第１図に示した相関方
向検出部の動作を説明するための図、第３図はこの発明
に係わる適応型輪郭強調回路の他の実施例の構成を示す
図、第４図及び第５図は従来の適応型輪郭強調回路の構
成を示す図、第６図は従来の適応型輪郭強調回路の問題
点を説明するための図である。 １１・・・入力端子、１２・・・Ｙ／Ｃ分離回路、１３
．２０・・・遅延調整回路、１４，１．８．２１・・倍
速変換回路、１６・・・混合回路、１７・・・動き検出
回路、２２・・・出力端子、２３．４７・・・輪郭強調
回路、３３．３５・・・ＬＰＦ、２４・・・ライン遅延
回路、１５・９．フィールド遅延回路、３９・・・方向
検出回路、４６・・・利得制御回路、５０・・・動き検
出部、４０ａ。 ４０ｂ・・・水平輪郭生成回路、４１．ａ、４１ｂ・・
・垂直輪郭生成回路、４２ａ、４２ｂ、４３ａ。 ４３　ｂ−・・係数器、４４ａ、４４ｂ、４５ａ。 ４５ｂ・・・加算器。 第２図 第５図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）テレビジョン信号の輝度信号の輪郭強調を行うた
   めの輪郭強調手段と、 前記輝度信号の走査線の画素を用いて上下、右傾斜及び
   左傾斜のいずれの方向の相関が強いかを判定し、右傾斜
   及び左傾斜の相関が強い場合は前記輪郭強調手段の利得
   を下げる利得制御手段とを具備したことを特徴とする適
   応型輪郭強調回路。
2. （２）前記輪郭強調手段の出力を倍速化して出力する倍
   速手段を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の適応型輪郭強調回路。
3. （３）前記輪郭強調手段は、 前記輝度信号を遅延して得られる直接信号と、補間信号
   とをそれぞれ輪郭強調する手段であって、前記補間信号
   は前記輝度信号からなる動画信号と、前記輝度信号をフ
   ィールド遅延して得られる静画信号とが前記輝度信号の
   動きに応じて相補的に混合制御されて得られた信号であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の適応型
   輪郭強調回路。
4. （４）前記利得制御手段は、 前記直接信号及び補間信号の垂直及び水平成分のうち少
   なくとも垂直輪郭成分の利得を制御することを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の適応型輪郭強調回路。
5. （５）前記利得制御手段は、 前記輝度信号を１水平期間遅延する遅延手段と、前記輝
   度信号の低域成分を抽出する第１の抽出手段と、 前記遅延手段の出力の低域成分を抽出する第２の抽出手
   段と、 前記第１及び第２の抽出手段の出力の走査線の画素を用
   いて上下、右傾斜及び左傾斜方向のいずれの方向の相関
   が強いかを判定する相関判定手段とを具備したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の適応型輪郭強調回
   路。
6. （６）前記輝度信号及び前記遅延手段の出力の走査線の
   画素を用いて上下、右傾斜及び左傾斜の複数の補間信号
   を生成する補間信号生成手段と、前記相関判定手段の判
   定信号を用いて前記複数の補間信号のうち最も相関の強
   い補間信号を選択し前記動画信号としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の適応型輪郭強調回路。