JPH04246972A - 画質改善装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、テレビジョン（ＴＶ
）受像機、ヒデオテープレコーダ（ＶＴＲ　）、プリン
タ等の各種ビデオ機器に好適な画質改善装置に関する。 そして、この発明は、特にエッジ強調成分を、入力信号
の傾斜部分に観賞者に違和感を与えることなく自然な形
で付加でき、色ニジミ等を改善できる画質改善装置を提
供することを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】複合ビデオ信号の形で供給される色信号
（色副搬送波で変調されている信号）が、帯域劣化する
ことによって、再生画面に色ニジミなどが発生する。こ
の色ニジミの改善は、従来、色信号を、一旦ベースバン
ドに復調した後に、２次微分値を色信号に付加するなど
の公知の輪郭補正により行っていた。色副搬送波で変調
された状態のままの色信号に対して、直接補正を行うこ
とはほとんど行われていなかった。近年、画像の高画質
化に伴って、色副搬送波で変調されている色信号と輝度
信号とが、分離された状態の分離ビデオ信号を授受する
ビデオ機器が、普及しつつある。そして、変調された状
態のままの色信号に対して、直接補正を行う装置が望ま
れるようになった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、色信号のように搬送波で変調されている
信号に対して、変調された状態のままの信号波形のトラ
ンジェント、即ちエッジ部分を、そのエッジの周波数特
性に応じて急峻とし、画質を改善する画質改善装置とす
るには、どのような手段を講じればよいかという点にあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、入力信号である第１の信号が供給
されて、第１の同相信号である第２の信号を出力する第
１の同相高域濾波器と、前記第１の信号が供給されて、
第１の直交信号である第３の信号を出力する第１の直交
高域濾波器と、前記第２及び第３の信号が供給され、そ
の２つの信号をベクトル合成することによって得られた
振幅値を有する、第１の包絡線信号である第４の信号を
出力する第１の振幅合成器と、前記第４の信号が供給さ
れて、第２の同相信号である第５の信号を出力する第２
の同相高域濾波器と、前記第４の信号が供給されて、第
２の直交信号である第６の信号を出力する第２の直交高
域濾波器と、前記第５及び第６の信号が供給され、その
２つの信号をベクトル合成することによって得られた振
幅値を有する、第２の包絡線信号である第７の信号を出
力する第２の振幅合成器と、前記第５及び第７の信号が
供給され、振幅値が前記第７の信号の振幅値と同一であ
り、極性が前記第５の信号と一致する第８の信号を出力
する第２の波形形成器と、前記第５及び第８の信号が供
給され、前記第４の信号のエッジ強調成分である第９の
信号を出力する減算器と、前記第２、第４、及び第９の
信号が供給され、前記第４の信号に対する前記第９の信
号の比率に基いて前記第２の信号の振幅を制御し、前記
第１の信号のエッジ強調成分である第１０の信号を出力
する第１の波形形成器と、前記第１及び第１０の信号が
供給され、前記第１の信号に前記第１０の信号を加える
ことによって、前記第１の信号のエッジが強調された出
力信号を得る加算器とより構成したことを特徴とする画
質改善装置を提供するものである。

【０００５】

【実施例】図１に、この発明の画質改善装置の一実施例
を示す。１は第１の直交高域濾波器、２は第１の同相高
域濾波器、３は第１の振幅合成器、９は第１の波形形成
器、４は第２の直交高域濾波器、５は第２の同相高域濾
波器、６は第２の振幅合成器、７は第２の波形形成器、
８は減算器、１０は加算器である。なお、説明の便宜上
、各回路の処理時間による信号の遅れ、及びその遅れを
補正するために通常用いられる遅延回路等は、省略する
ものとする。まず、ラインＬ１から入来する入力信号Ｓ
ａ　が、図５（ａ）に示すように、搬送波周波数ｆ＝ｆ
ｓｃでＡＭ変調された最も単純な形の色信号である場合
について説明する。色信号は、図５（ｐ）のスペクトル
分布模式図に示すように、色副搬送波（周波数ｆｓｃは
約３．５８ＭＨｚ　）を中心に、２〜４ＭＨｚ　に分布
する直角２相変調波の合成波である。入力信号Ｓａ　は
、直交高域濾波器１に供給される。直交高域濾波器１の
特性は、図２（ｂ）に示す特性であり、周波数特性の虚
数部が、

【０００６】

【数１】

【０００７】で表され、実数部が０となる。直交高域濾
波器１のインパルス応答を図２（ｃ）に示す。図示のイ
ンパルス応答波形は、ＴＶ映像信号のように、上限周波
数４ＭＨｚ　で帯域制限された信号に対して得られる波
形である。このような特性を有する直交高域濾波器１は
、アナログ回路またはデジタル回路による、例えば時間
基準ｔ＝０に対する原点対称型のトランスバーサルフィ
ルタ等で構成できる。直交高域濾波器１により、入力信
号Ｓａ　の搬送波の位相を９０度回転させた、図５（ｂ
）に示す信号Ｓｂ　（第１の直交信号）が得られる。一
方、入力信号Ｓａ　は、同相高域濾波器２にも供給され
る。同相高域濾波器２の特性は、図２（ｅ）に示す特性
であり、周波数特性の実数部が、

【０００８】

【数２】

【０００９】となり、虚数部が０となる特性である。同
相高域濾波器２のインパルス応答を図２（ｆ）に示す（
上限周波数４ＭＨｚ　で帯域制限された信号に対して得
られるインパルス応答波形）。このような特性を有する
同相高域濾波器２は、アナログ回路またはデジタル回路
による、時間基準ｔ＝０の軸に対称な係数値を持つトラ
ンスバーサルフィルタ等で構成できる。直交高域濾波器
１と同相高域濾波器２とは、振幅特性Ｇ（ｆ）　が同一
の

【００１０】

【数３】

【００１１】であり、位相がπ／２異なる、互いに直交
関係にある特性を有する。図２（ｂ）に示す特性は、虚
数部に値を持つので、その特性を有するものを直交高域
濾波器と呼び、図２（ｅ）に示す特性は、実数部に値を
持つので、その特性を有するものを同相高域濾波器と呼
ぶことにした。同相高域濾波器２の出力信号Ｓｃ　（第
１の同相信号）は、図５（ｃ）に示すように、入力信号
Ｓａと同位相の波形となる。振幅合成器３には、直交高
域濾波器１及び同相高域濾波器２の各出力信号Ｓｂ　，
Ｓｃ　が供給される。振幅合成器３では、次式（４）に
示す直交成分と同相成分とのベクトル合成により、

【０
０１２】

【数４】

【００１３】出力Ｓｄ　（第１の包絡線信号）が得られ
る。振幅合成器３を実現する回路例を図３（ａ），（ｂ
）に示す。図３（ａ）に示す回路例では、２つの入力信
号Ｓｂ　，Ｓｃ　から、信号Ｓｃ　を横軸、信号Ｓｂを
縦軸としたときの角度θ

【００１４】

【数５】

【００１５】を、ブロック３−１で求める。次に、ブロ
ック３−２で信号Ｓｂとｓｉｎθとの積、

【００１６】

【数６】

【００１７】を求め、ブロック３−３で信号Ｓｃ　とｃ
ｏｓθとの積、

【００１８】

【数７】

【００１９】を求める。そして、加算器３−４で式（６
），（７）の和を求めることにより、前述のベクトル合
成式（４）で示される出力が得られる。ブロック３−１
〜３−３は、ＲＯＭなどによるテーブル・ルックアップ
方式で実現できる。図３（ｂ）に示す振幅合成器３の回
路例では、乗算器３−５，３−６によって、それぞれ入
力信号Ｓｂ　，Ｓｃ　の２乗値Ｓｂ　２　，Ｓｃ　２　
を得、これらを加算器３−７で加算し、ブロック３−８
でその平方根を求めている。ブロック３−８は、ＲＯＭ
などによるテーブル・ルックアップ方式で実現できる。 この図３（ａ），（ｂ）に示す振幅合成器３の出力Ｓｄ
　は、図５（ａ）〜（ｃ）に破線で示す包絡線と同一の
波形となる。出力Ｓｄ　は、直交高域濾波器４に供給さ
れる。直交高域濾波器４には、特性が、前記直交高域濾
波器１と同一のものを使用する。直交高域濾波器４によ
って、図５（ｅ）に示す、信号Ｓｄ　を微分したような
波形Ｓｅ　（第２の直交信号）が得られる。一方、信号
Ｓｄ　は、同相高域濾波器５にも供給される。同相高域
濾波器５には、特性が、前記同相高域濾波器２と同一の
ものを使用する。 同相高域濾波器５により得られる波形Ｓｆ　（第２の同
相信号）は、図５（ｆ）に示す波形となる。振幅合成器
６は、振幅合成器３と同一の動作をするものであり、直
交高域濾波器４、同相高域濾波器５のそれぞれの出力信
号Ｓｅ　，Ｓｆ　とが供給され、２つの信号の二乗和の
平方根を得る。振幅合成器６の出力信号Ｓｇ　（第２の
包絡線信号）は、

【００２０】

【数８】

【００２１】で示される。次段の波形形成器７は、同相
高域濾波器５の出力信号Ｓｆ　と、振幅合成器６の出力
信号Ｓｇ　とが供給され、次式の信号Ｓｈ　を出力する
。

【００２２】

【数９】

【００２３】即ち、

【００２４】

【数１０】

【００２５】信号Ｓｈ　は、振幅値が信号Ｓｇ　と同一
であり、極性が信号Ｓｆ　と同一である。この波形形成
器７を、デジタル回路で実現した例を図４（ａ）に示す
。ここで、データは８ｂｉｔ，２の補数表示のものであ
る。 入力信号Ｓｇ　は、Ｄ１（ＬＳＢ）〜Ｄ８（ＭＳＢ）で
あり、入力信号Ｓｆ　のＭＳＢがＤＭである。出力信号
Ｓｈ　がΣ１（ＬＳＢ）〜Σ８（ＭＳＢ）である。同図
に示すブロック４−１〜４−８は、２入力のＥＯＲ回路
（排他的論理和回路）であり、それぞれの一方の入力に
信号Ｄ１〜Ｄ８が供給され、他方の入力には、共通に信
号ＤＭが供給されている。ブロック４−９，４−１０は
、４入力の全加算器であり、市販のＴＴＬ−ＩＣ　ＳＮ
７４ＬＳ２８３等が、この加算器に相当する。ブロック
４−９，４−１０の入力Ａ１〜Ａ８は、ＧＮＤに接続さ
れ、もう一方の入力Ｂ１〜Ｂ８には、ブロック４−１〜
４−８の出力がそれぞれ供給されている。キャリー入力
Ｃ０には、信号ＤＭが供給されている。ブロック４−９
のキャリー出力Ｃ４は、ブロック４−１０のキャリー入
力Ｃ４に供給されている。このようにして、信号ＤＭが
１、即ち信号Ｓｆ　が負のときのみ、入力Ｄ１〜Ｄ８が
負の値に変換された出力Σ１〜Σ８が得られる。

【００２６】次段の減算器８は、波形形成器７の出力信
号Ｓｈ　から同相高域濾波器５の出力信号Ｓｆ　を減算
する。減算器８の出力波形は、図５（ｉ）に示す波形Ｓ
ｉ　（第２のエッジ強調信号）である。この波形Ｓｉ　
は、図５（ｄ）に示す波形Ｓｄ　（第１の包絡線信号）
の、立上がり傾斜部及び立下がり傾斜部（トランジェン
ト部）のほぼ中間部で極性が変わる波形であるので、波
形Ｓｄ　のエッジ強調用の波形となる。波形形成器９に
は、減算器８の出力信号Ｓｉ　、振幅合成器３の出力信
号Ｓｄ　、及び同相高域濾波器２の出力信号Ｓｃ　が供
給される。そして、波形形成器９は、次式（１１）に示
す演算を行い、図５（ｊ）に示すエッジ強調成分Ｓｊ　
を出力する。

【００２７】

【数１１】

【００２８】この波形形成器９を、デジタル回路で実現
した例を図４（ｂ）に示す。ここで、除算器４−１１は
、信号Ｓｄ　、Ｓｉ　が供給されて、２つの信号の比を
求める回路であり、ＲＯＭ等を使用したテーブル・ルッ
クアップ方式で実現できる。このＲＯＭには、２つの信
号の比を求める際の、信号Ｓｄが０の場合のオーバーフ
ローを防止するために、信号Ｓｄ　の値に比べて微小な
正の値εを組込んだ形のデータを作成しておく。除算器
４−１１の出力は乗算器４−１２に供給され、ここで信
号Ｓｃ　に掛け合わされる。次段の増幅器４−１３の増
幅率ｋは、次式（１２）で示される範囲から、エッジ強
調をどの程度の強さにするかによって決定される。

【００２９】

【数１２】

【００３０】このようにして、波形形成器９から式（１
１）に示す出力Ｓｊ　が得られる。出力Ｓｊ　は、前述
したように、信号Ｓｃ　が（Ｓｉ／Ｓｄ　）倍されたも
のであり、信号Ｓｃ　の包絡線のエッジ部に主として作
用して、包絡線の傾斜部をより急峻にするエッジ強調成
分である。波形形成器９の出力信号Ｓｊ　は、加算器１
０に供給され、この画質改善装置の入力信号である信号
Ｓａ　に加算される。加算器１０により得られる波形は
、図５（ｋ）に示す波形Ｓｋ　（この画質改善装置の出
力信号波形）である。この出力波形Ｓｋ　を入力波形Ｓ
ａ　と比較すると、破線で示す包絡線のエッジ部が急峻
となっていることがわかる。なお、信号Ｓｋ　の包絡線
のエッジ部の急峻さ（エッジ強調の度合）は、エッジ強
調前の元の信号における包絡線のエッジ部が有する周波
数特性に依存している。元の信号の包絡線のエッジ部が
、図５（ｌ）に示すように、より急峻な傾斜であれば、
同図（ｍ）に示すような強い度合のエッジ強調が行われ
る。一方、同図（ｎ）に示すように緩かな傾斜に対して
は、同図（ｏ）に示すような弱い度合のエッジ強調が行
われる。

【００３１】こうして、ラインＬ２から出力される信号
Ｓｋ　は、エッジ強調が行われた結果、新たな側波帯成
分が形成され、本来の色信号の帯域（図５（ｐ）参照）
を越えたスペクトルが新たに付加された信号となる。こ
の新たなスペクトルの付加は、等価的に、色信号の解像
度が向上したとの印象を観賞者に与え、画像の鮮鋭度を
改善する働きをしている。さらに、入力信号に付加され
るエッジ強調成分は、入力信号の周波数に依存し、入力
信号と完全な相関関係があるので、この画質改善装置は
、観賞者に対して違和感を与えることなく、自然な形で
、鮮鋭度及び解像度を向上させることができる。

【００３２】また、この画質改善装置のエッジ強調処理
は、図５（ｋ）に示す出力波形Ｓｋ　からもわかるよう
に、従来の輪郭補正のようなプリシュート、オーバーシ
ュートなどの原信号の振幅を越えたエッジ強調処理とな
らず、原信号の振幅内のエッジ強調処理である。従って
、この画質改善装置を組込んだ機器を、デジタル回路で
構成した場合でもオーバーフローの問題が発生せず、そ
の機器は、良好な画質改善が行える。

【００３３】ここで、色信号のエッジ強調効果を、輝度
信号とのバランスを考慮して、抑える必要がある場合に
は、前記の増幅率ｋ（式（１２）参照）値を調節するこ
とにより、エッジ強調効果を最適化することができる。 なお、直交高域濾波器１，４の特性として図２（ｂ）に
示した特性、同相高域濾波器２，５の特性として図２（
ｅ）に示した特性を用いたが、直交高域濾波器１，４の
特性として図２（ａ）に示した特性、同相高域濾波器２
，５の特性として図２（ｄ）に示した特性をそれぞれ用
いてもよい。図２（ａ）に示した特性は次式（１３）に
示す特性であり、図２（ｄ）に示した特性は次式（１４
）に示す特性である。

【００３４】

【数１３】

【００３５】

【数１４】

【００３６】また、図２（ａ）に示した特性を直交高域
濾波器４に、図２（ｄ）に示した特性を同相高域濾波器
５にそれぞれ用い、図２（ｂ）に示した特性を直交高域
濾波器１に、図２（ｅ）に示した特性を同相高域濾波器
２にそれぞれ用いるなどの併用策も考えられる。図２（
ｂ），（ｅ）に示した各特性は、ＴＶ映像信号の残留側
波帯伝送系の直交成分の伝送特性を参考にして提示した
特性であるが、同図中の周波数ｆ１　の値は１．２５Ｍ
Ｈｚ　でなくてもよく、例えば２ＭＨｚ　であってもよ
い。周波数ｆ１　の値は、画質改善装置の実際の動作調
節過程で決定すればよい。さらにまた、図２（ａ），（
ｂ），（ｄ），（ｅ）に示す各特性に対して、色信号の
存在する周波数範囲外（図５（ｑ）参照）の信号をカッ
トする帯域制限をかけてもよい。これは、耐雑音性能の
向上につながる。

【００３７】

【発明の効果】以上の通り本発明の画質改善装置は、エ
ッジ強調成分を入力信号の傾斜部分に適格に付加できる
ので、入力信号の有する周波数帯域外の周波数成分が付
加された出力信号が得られ、例えば、色信号が狭帯域化
されたことにより発生する色ニジミ等を効果的に改善で
きる。さらに、この画質改善装置においては、従来の輪
郭補正のようなプリシュート、オーバーシュートなどの
原信号の振幅を越えたエッジ強調とならず、原信号の振
幅内のエッジ強調処理である。従って、この画質改善装
置を組込んだ機器を、デジタル回路で構成した場合でも
オーバーフローの問題が発生せず、その機器は、良好な
画質改善が行える。また、入力信号に付加されるエッジ
強調成分は、入力信号の周波数に依存し、入力信号と完
全な相関関係があるので、この画質改善装置は、観賞者
に対して違和感を与えることなく、自然な形で、鮮鋭度
及び解像度を向上させることができる。また、本発明の
各構成要素は、従来の回路を組合わせることにより構成
できるので、本発明の画質改善装置は容易に製造でき、
幅広い用途を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のブロック構成図である。

【図２】直交高域濾波器及び同相高域濾波器の特性を示
す図である。

【図３】振幅合成器の具体的な構成例である。

【図４】波形形成器の具体的な構成例である。

【図５】図１に示した実施例の動作説明図である。

【符号の説明】

１　　直交高域濾波器（第１の直交高域濾波器）２　　
同相高域濾波器（第１の同相高域濾波器）３　　振幅合
成器（第１の振幅合成器）４　　直交高域濾波器（第２
の直交高域濾波器）５　　同相高域濾波器（第２の同相
高域濾波器）６　　振幅合成器（第２の振幅合成器）７
　　波形形成器（第２の波形形成器）８　　減算器 ９　　波形形成器（第１の波形形成器）１０　　加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号である第１の信号が供給されて、
   第１の同相信号である第２の信号を出力する第１の同相
   高域濾波器と、前記第１の信号が供給されて、第１の直
   交信号である第３の信号を出力する第１の直交高域濾波
   器と、前記第２及び第３の信号が供給され、その２つの
   信号をベクトル合成することによって得られた振幅値を
   有する、第１の包絡線信号である第４の信号を出力する
   第１の振幅合成器と、前記第４の信号が供給されて、第
   ２の同相信号である第５の信号を出力する第２の同相高
   域濾波器と、前記第４の信号が供給されて、第２の直交
   信号である第６の信号を出力する第２の直交高域濾波器
   と、前記第５及び第６の信号が供給され、その２つの信
   号をベクトル合成することによって得られた振幅値を有
   する、第２の包絡線信号である第７の信号を出力する第
   ２の振幅合成器と、前記第５及び第７の信号が供給され
   、振幅値が前記第７の信号の振幅値と同一であり、極性
   が前記第５の信号と一致する第８の信号を出力する第２
   の波形形成器と、前記第５及び第８の信号が供給され、
   前記第４の信号のエッジ強調成分である第９の信号を出
   力する減算器と、前記第２、第４、及び第９の信号が供
   給され、前記第４の信号に対する前記第９の信号の比率
   に基いて前記第２の信号の振幅を制御し、前記第１の信
   号のエッジ強調成分である第１０の信号を出力する第１
   の波形形成器と、前記第１及び第１０の信号が供給され
   、前記第１の信号に前記第１０の信号を加えることによ
   って、前記第１の信号のエッジが強調された出力信号を
   得る加算器とより構成したことを特徴とする画質改善装
   置。