JPH04268881A - Picture quality improvement device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】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、再生画像の鮮鋭度及び解像度を改善できる
と共に、耐雑音性能にも優れた画質改善装置を提供する
ことを目的としている。[Industrial Application Field] This invention is applicable to television (TV).
) This invention relates to an image quality improvement device suitable for various video equipment such as television receivers, video tape recorders (VTRs), and printers. In addition, the present invention can add an edge emphasis component to the sloped portion of the input signal in a natural manner without giving the viewer a sense of discomfort, improve the sharpness and resolution of the reproduced image, and improve the noise resistance. The purpose is to provide an excellent image quality improvement device.
【0002】0002
【従来の技術】従来、画質改善のために用いられる輪郭
補正では、2次微分処理によって輪郭補正成分を求め、
この補正成分を元の信号に適量付加していた。この方法
では、輪郭補正成分である2次微分波形が、元の信号の
波形変化部(エッジ部)の中点よりもかなり外側にピー
クを持つ波形となっていた。よって、この2次微分波形
を元の信号に付加すると、プリシュートやオーバーシュ
ートが発生することがあり、再生画像上のエッジに白と
黒の縁どりができるなどの不自然な輪郭補正となること
があった。[Prior Art] Conventionally, in contour correction used to improve image quality, contour correction components are obtained by quadratic differential processing.
An appropriate amount of this correction component was added to the original signal. In this method, the second-order differential waveform, which is the contour correction component, has a peak far outside the midpoint of the waveform changing part (edge part) of the original signal. Therefore, if this second-order differential waveform is added to the original signal, preshoot or overshoot may occur, resulting in unnatural contour correction such as white and black borders on the edges of the reproduced image. was there.
【0003】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、元の信号の波形変化部(エッジ部)の中
点位置に波形段差を付加することによるエッジ強調によ
り、プリシュートやオーバーシュートによる不自然な輪
郭補正を防ぎ、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
ると共に、耐雑音性能にも優れた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。[Problems to be Solved by the Invention] The problem to be solved by the present invention is to prevent preshoot and overflow by adding a waveform step to the midpoint position of the waveform change part (edge part) of the original signal. To create an image quality improvement device that can prevent unnatural contour correction caused by shots, improve sharpness and resolution in a natural manner without giving viewers a sense of discomfort, and also has excellent noise resistance. The question is what measures should be taken.
【0004】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2の信号を出力する同相高域濾波器と、前記
第1の信号が供給されて、第3の信号を出力する直交高
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4の信号を出力する振幅合成器と、前記
第2及び第4の信号が供給され、前記第4の信号に前記
第2の信号の極性を付与した信号から、前記第2の信号
を減算することにより得られた、エッジ強調成分である
第5の信号を出力する波形形成器と、前記第5の信号が
供給され、その信号の小振幅信号部を抑圧することによ
り得られた第6の信号を出力する雑音制限器と、前記第
1及び第6の信号が供給され、前記第1の信号に前記第
6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。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an in-phase high-pass filter which is supplied with a first signal as an input signal and outputs a second signal; a quadrature high-pass filter that is supplied with a first signal and outputs a third signal; and an amplitude value that is supplied with the second and third signals and obtained by vector-combining the two signals; an amplitude synthesizer that outputs a fourth signal having a polarity of the second signal; and an amplitude synthesizer that outputs a fourth signal having a a waveform former that outputs a fifth signal which is an edge emphasis component obtained by subtracting the fifth signal; a noise limiter outputting a sixth signal; and the first and sixth signals are supplied, and by adding the sixth signal to the first signal, edges of the first signal are emphasized. The present invention provides an image quality improvement device characterized by comprising an adder that obtains an output signal.
【0005】[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。また、図2は直交高域濾波器及び同相高域濾波
器の特性を示す図、図3は振幅合成器の具体的な構成例
を示す図、図4は波形形成器の具体的な構成例を示す図
、及び雑音制限器の特性図、図5及び図6は図1に示し
た実施例の動作説明図である。図5及び図6では、説明
をわかりやすくするために、波形傾斜部の段差を誇張し
て表現してある。また、具体的回路例としてデジタル回
路を挙げる場合でも、その動作説明をわかりやすくする
ため、図5及び図6では、その回路の信号波形をアナロ
グ波形として示すものとする。図1において、1は直交
高域濾波器、2は同相高域濾波器、3は振幅合成器、4
は波形形成器、5は雑音制限器、6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Sa が、図5(a)に示すようなパ
ルス波形の信号である場合について説明する。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、DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of an image quality improving apparatus according to the present invention. Also, FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of a quadrature high-pass filter and an in-phase high-pass filter, FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of an amplitude synthesizer, and FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration example of a waveform former. , a characteristic diagram of the noise limiter, and FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams of the operation of the embodiment shown in FIG. 1. In FIGS. 5 and 6, the steps of the waveform slope are exaggerated to make the explanation easier to understand. Further, even when a digital circuit is cited as a specific circuit example, the signal waveform of the circuit is shown as an analog waveform in FIGS. 5 and 6 in order to make the explanation of its operation easier to understand. In FIG. 1, 1 is a quadrature high-pass filter, 2 is an in-phase high-pass filter, 3 is an amplitude synthesizer, and 4 is a quadrature high-pass filter.
is a waveform former, 5 is a noise limiter, and 6 is an adder. For convenience of explanation, signal delays due to the processing time of each circuit, and delay circuits and the like that are normally used to correct the delays will be omitted. First, a case will be described in which the input signal Sa coming from the line L1 is a signal with a pulse waveform as shown in FIG. 5(a). The input signal Sa is supplied to a quadrature high-pass filter 1. The characteristics of the orthogonal high-pass filter 1 are those shown in FIG. 2(b), and the imaginary part of the frequency characteristic is
【0006】[0006]
【数1】[Math 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、図5(
b)に示す信号Sb 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、The real part is 0. The impulse response of the orthogonal high-pass filter 1 is shown in FIG. 2(c). The illustrated impulse response waveform is a waveform obtained for a signal band-limited with an upper limit frequency of 4 MHz, such as a TV video signal. The orthogonal high-pass filter 1 having such characteristics can be constituted by an analog circuit or a digital circuit, for example, a transversal filter symmetrical to the origin with respect to the time reference t=0. With the orthogonal high-pass filter 1, Fig. 5 (
A signal Sb shown in b) is obtained. On the other hand, the input signal Sa
is also supplied to the in-phase high-pass filter 2. The characteristics of the in-phase high-pass filter 2 are those shown in FIG. 2(e), and the real part of the frequency characteristic is
【0008】[0008]
【数2】[Math 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##EQU1## This is a characteristic in which the imaginary part is 0. The impulse response of the in-phase high-pass filter 2 is shown in Fig. 2(f) (
Impulse response waveform obtained for a band-limited signal with an upper limit frequency of 4 MHz). The in-phase high-pass filter 2 having such characteristics can be constituted by a transversal filter or the like having coefficient values symmetrical about the axis of time reference t=0, which is made of an analog circuit or a digital circuit. Quadrature high-pass filter 1 and in-phase high-pass filter 2 have the same amplitude characteristic G(f).
【0010】0010
【数3】[Math 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 は、
図5(c)に示す波形となる。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、##EQU1## and have characteristics that the phases are different by π/2 and are orthogonal to each other. The characteristic shown in FIG. 2(b) has a value in the imaginary part, so a device having this characteristic is called a quadrature high-pass filter, and the characteristic shown in FIG. 2(e) has a value in the real part, so We decided to call a device with this characteristic a common-mode high-pass filter. The output signal Sc of the in-phase high-pass filter 2 is
The waveform is shown in FIG. 5(c). The amplitude synthesizer 3 receives each output signal Sb of the orthogonal high-pass filter 1 and the in-phase high-pass filter 2.
, Sc are supplied. In the amplitude synthesizer 3, the following equation (4)
By vector composition of the orthogonal component and the in-phase component shown in
【
0012】[
0012
【数4】[Math 4]
【0013】出力Sd 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θAn output Sd is obtained. Examples of circuits implementing the amplitude synthesizer 3 are shown in FIGS. 3(a) and 3(b). Figure 3(a)
In the circuit example shown in , the angle θ is calculated from two input signals Sb and Sc when the horizontal axis is the signal Sc and the vertical axis is the signal Sb.
【0014】[0014]
【数5】[Math 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、##EQU1## is determined in block 3-1. Next, in block 3-2, the product of the signal Sb and sin θ,
【0016】[0016]
【数6】[Math 6]
【0017】を求め、ブロック3−3で信号Sc とc
osθとの積、Then, in block 3-3, the signals Sc and c
Product with osθ,
【0018】[0018]
【数7】[Math 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(d)に示す波形となる。同相高域濾波器2
の出力信号Scと、振幅合成器3の出力信号Sd とは
、波形形成器4に供給される。波形形成器4では、次式
、Find . Then, in the adder 3-4, the formula (6
) and (7), the output shown by the above-mentioned vector composition equation (4) can be obtained. Block 3-1
3-3 can be realized by a table lookup method using a ROM or the like. In the circuit example of the amplitude synthesizer 3 shown in FIG. 3(b), the multipliers 3-5 and 3-6 produce square values Sb2 and Sc2 of the input signals Sb and Sc, respectively.
and add these in adder 3-7, block 3-8
Find the square root of it. Block 3-8 is a ROM
This can be achieved using a table lookup method such as The output Sd of the amplitude synthesizer 3 shown in FIGS. 3(a) and 3(b)
has the waveform shown in FIG. 5(d). In-phase high-pass filter 2
The output signal Sc of the amplitude synthesizer 3 and the output signal Sd of the amplitude synthesizer 3 are supplied to the waveform former 4. In the waveform former 4, the following equation is used.
【0020】[0020]
【数8】[Math. 8]
【0021】即ち、[0021] That is,
【0022】[0022]
【数9】[Math. 9]
【0023】に基づき、信号Sc の極性に応じて信号
Sd の極性を変えた信号と、信号Sc との差からエ
ッジ強調成分である信号Se (図5(e)参照)を得
る。この波形形成器4を、デジタル回路で実現した例(
市販のTTL−ICを使用)を図4(a)に示す。ここ
で、データ(信号Sc,Sd,Se)は8bit,2の
補数表示のものである。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、ブロック4−10〜4−17はインバータ回路、ブ
ロック4−9,4−18は全加算器である。EOR回路
4−1〜4−8の一方の入力端子には、信号Sd 、即
ち、Sd0(LSB)〜Sd7(MSB)が供給され、
他方の入力端子には、共通に信号Sc のMSBである
信号Sc7が供給されている。
EOR回路4−1〜4−8の各出力は、全加算器4−9
の一方の入力端子A1〜A8に供給される。全加算器4
−9のもう一方の入力端子B1〜B8は、GNDに接続
されている。全加算器4−9のキャリー入力C0には、
信号Sc7が供給されている。これによって得られる加
算出力Σ1(LSB)〜Σ8(MSB)は、次の全加算
器4−18の一方の入力端子B1(LSB)〜B8(M
SB)に供給される。ここまでの処理は、式(8)の右
辺の前半の処理である。Based on the above, a signal Se (see FIG. 5(e)), which is an edge emphasis component, is obtained from the difference between the signal Sc and a signal obtained by changing the polarity of the signal Sd according to the polarity of the signal Sc. An example of realizing this waveform generator 4 with a digital circuit (
(using a commercially available TTL-IC) is shown in FIG. 4(a). Here, the data (signals Sc, Sd, Se) are 8-bit, two's complement representation. Blocks 4-1 to 4 shown in the figure
-8 is a two-input EOR circuit (exclusive OR circuit), blocks 4-10 to 4-17 are inverter circuits, and blocks 4-9 and 4-18 are full adders. A signal Sd, that is, Sd0 (LSB) to Sd7 (MSB) is supplied to one input terminal of the EOR circuits 4-1 to 4-8.
A signal Sc7, which is the MSB of the signal Sc, is commonly supplied to the other input terminal. Each output of the EOR circuits 4-1 to 4-8 is sent to a full adder 4-9.
is supplied to one of the input terminals A1 to A8. full adder 4
The other input terminals B1 to B8 of -9 are connected to GND. The carry input C0 of the full adder 4-9 has
A signal Sc7 is supplied. The addition outputs Σ1 (LSB) to Σ8 (MSB) obtained thereby are one input terminal B1 (LSB) to B8 (M
SB). The processing up to this point is the first half of the right-hand side of equation (8).
【0024】次に、同相高域濾波器2の出力信号Sc
、即ち、Sc0(LSB)〜Sc7(MSB)は、イン
バータ回路4−10〜4−17によって反転されて、全
加算器4−18の他方の入力端子A1〜A8に供給され
る。全加算器4−18のキャリー入力C0は、電源Vc
c(5V )に接続されている。インバータ回路4−1
0〜4−17があるため、全加算器4−18では減算処
理を行うことになる。全加算器4−18の出力Σ1〜Σ
8が、信号Se 、即ち、Se0(LSB)〜Se7(
MSB)であり、ここまでの処理で、式(8)、即ち式
(9)の処理が完了する。ここで、図1にもどって、波
形形成器4の出力Se は雑音制限器5に供給され、雑
音制限器5は信号Sf を出力する。雑音制限器5の特
性の一例を、図4(b)に示す。この特性は次式、Next, the output signal Sc of the in-phase high-pass filter 2
That is, Sc0 (LSB) to Sc7 (MSB) are inverted by inverter circuits 4-10 to 4-17 and supplied to the other input terminals A1 to A8 of full adder 4-18. The carry input C0 of the full adder 4-18 is connected to the power supply Vc.
c (5V). Inverter circuit 4-1
Since there are 0 to 4-17, the full adder 4-18 performs subtraction processing. Outputs Σ1 to Σ of full adder 4-18
8 is the signal Se, that is, Se0(LSB) to Se7(
MSB), and the processing up to this point completes the processing of equation (8), that is, equation (9). Here, returning to FIG. 1, the output Se of the waveform former 4 is supplied to the noise limiter 5, and the noise limiter 5 outputs the signal Sf. An example of the characteristics of the noise limiter 5 is shown in FIG. 4(b). This characteristic is expressed by the following formula,
【0025】[0025]
【数10】[Math. 10]
【0026】に示すように、入力信号Se の振幅値が
βに以下の場合には、入力信号Se を出力させず、信
号Se の値がβより大の場合には、信号Se からβ
を引いた値の信号を出力させ、信号Se の値が−βよ
り小の場合には、信号Se にβを足した値の信号を出
力させる特性である。この特性(非線形特性の一種)に
よる処理は、一般にスレッシュホールド(thresh
hold)処理と呼ばれている。上記スレッシュホール
ド処理によって、信号Se の振幅値がβ以下の小レベ
ル部分の、振幅値がβ以下の雑音成分を除去できる。図
5(f)に雑音制限器5の出力信号Sf の波形を示す
。βの実際の値は、非常に小さなものであり、この画質
改善装置への入力信号Sa のダイナミックレンジ(変
動幅)に対して、数%以内の値である。図4(b)に示
す破線は、雑音制限処理をしない無処理の特性、As shown in [0026] When the amplitude value of the input signal Se is less than β, the input signal Se is not output, and when the value of the signal Se is greater than β, the signal Se is outputted from β.
This characteristic is to output a signal with a value obtained by subtracting .beta., and when the value of the signal Se is smaller than -.beta., a signal with a value obtained by adding .beta. to the signal Se is output. Processing based on this characteristic (a type of nonlinear characteristic) is generally performed using a threshold (threshold).
hold) processing. By the above threshold processing, it is possible to remove the noise component whose amplitude value is below β in the small level portion of the signal Se where the amplitude value is below β. FIG. 5(f) shows the waveform of the output signal Sf of the noise limiter 5. The actual value of β is very small, and is within several percent of the dynamic range (fluctuation range) of the input signal Sa to this image quality improvement device. The broken line shown in FIG. 4(b) indicates the unprocessed characteristic without noise restriction processing,
【0027】[0027]
【数11】[Math. 11]
【0028】を示すものであり、スレッシュホールド処
理との比較の意味で示すものである。非線形特性による
雑音除去自体は公知の技術であるが、こうした画質改善
装置への応用例は従来ない。非線形特性の雑音制限器5
を、波形形成器4の後段に設け、エッジ強調成分Se
の雑音を除去することは、次に説明するような優れた効
果を生む。エッジ強調成分Se の、本来値が0である
べき小振幅部分(即ち、入力信号Sa のエッジ強調が
必要ない部分に付加される信号部分)に重畳されている
雑音成分を除去でき、本来の正確なエッジ強調成分が得
られ、画質改善に極めて有効である。エッジ強調成分S
e の大振幅部分、即ち、エッジ強調成分として入力信
号Sa の波形傾斜部に付加される部分には、雑音制限
器5の雑音抑圧動作はあまりきかないが、大振幅部分で
は、小振幅の雑音成分がマスキングされており、この部
分に小振幅の雑音成分が残っていたとしても、エッジ強
調動作にはほとんど影響ない。雑音制限器5の他の特性
例を、図4(c)に示す。この特性は次式、This is shown for comparison with threshold processing. Although noise removal using nonlinear characteristics itself is a well-known technique, there has been no example of its application to such an image quality improvement device. Noise limiter 5 with nonlinear characteristics
is provided after the waveform former 4, and the edge emphasis component Se
Removing the noise produces excellent effects as described below. It is possible to remove the noise component superimposed on the small amplitude part of the edge emphasis component Se whose original value should be 0 (that is, the signal part added to the part of the input signal Sa that does not require edge emphasis), and the original accuracy can be removed. This method is extremely effective in improving image quality. Edge emphasis component S
The noise suppressing operation of the noise limiter 5 is not very effective in the large amplitude part of e, that is, the part added to the waveform slope part of the input signal Sa as an edge emphasis component, but in the large amplitude part, small amplitude noise The component is masked, and even if a small-amplitude noise component remains in this part, it will hardly affect the edge enhancement operation. Another example of the characteristics of the noise limiter 5 is shown in FIG. 4(c). This characteristic is expressed by the following formula,
【0029】[0029]
【数12】[Math. 12]
【0030】に示すように、折れ線特性であり、図4(
b)に示す特性と同様に、小振幅の雑音成分を抑圧する
効果を狙っている。この特性の方が、図4(b)に示す
特性よりも、雑音除去による信号Sf への影響(波形
変化への影響)が少ない。雑音制限器5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。As shown in FIG. 4(
Similar to the characteristic shown in b), the aim is to suppress small amplitude noise components. This characteristic has less influence on the signal Sf (effect on waveform change) due to noise removal than the characteristic shown in FIG. 4(b). The noise limiter 5 can be implemented using a table lookup method using a ROM or the like.
【0031】雑音制限器5の出力信号Sf は、加算器
6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6により得られる波形は、
図5(g)に示す波形Sg (この画質改善装置の出力
信号波形)である。この出力波形Sg を入力波形Sa
と比較すると、出力波形Sg は、入力波形Sa の
波形変化部(エッジ部)のほぼ中間点に波形段差があり
、波形傾斜部の傾斜が急峻となっており、適格にエッジ
強調された波形となっていることがわかる。出力信号S
g を再生すれば、輪郭補正された画像が得られる。ま
た、この画質改善装置のエッジ強調処理は、図5(g)
に示す出力波形Sg 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。こうして、ラインL2から出力さ
れる信号Sg 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、入力信号Sa が本来有する帯
域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、原信号の解
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。The output signal Sf of the noise limiter 5 is supplied to an adder 6 and added to the signal Sa which is the input signal of this image quality improvement device. The waveform obtained by the adder 6 is
The waveform Sg (output signal waveform of this image quality improvement device) is shown in FIG. 5(g). This output waveform Sg is converted into input waveform Sa
In comparison, the output waveform Sg has a waveform step approximately at the midpoint of the waveform changing part (edge part) of the input waveform Sa, and the slope of the waveform slope part is steep, and it is different from a properly edge-emphasized waveform. You can see that it is happening. Output signal S
If g is reproduced, a contour-corrected image is obtained. Furthermore, the edge enhancement processing of this image quality improvement device is shown in Fig. 5(g).
As can be seen from the output waveform Sg shown in the figure, this method does not emphasize edges that exceed the amplitude of the original signal, such as preshoot or overshoot, as in conventional contour correction, but rather emphasizes edges within the amplitude of the original signal. . Therefore, even if a device incorporating this image quality improvement device is configured with a digital circuit, the problem of overflow will not occur, and the device can improve the image quality. In this way, the signal Sg output from the line L2 has new sideband components formed as a result of edge emphasis, and becomes a signal with a new spectrum beyond the original band of the input signal Sa. . The addition of this new spectrum equivalently gives the viewer the impression that the resolution of the original signal has been improved, and serves to improve the sharpness of the image.
【0032】なお、信号Sg 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
エッジ部が有する周波数特性に依存している。元の信号
の立上がり部及び立下がり部(エッジ部)が、図5(h
)に示すように、より急峻な傾斜であれば、同図(i)
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(j)に示すように緩かな傾斜に対しては、同図(
k)に示すような弱い度合のエッジ強調が行われる。
このように、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。Note that the steepness of the edge portion of the signal Sg (degree of edge emphasis) depends on the frequency characteristics of the edge portion of the original signal before edge emphasis. The rising and falling parts (edge parts) of the original signal are shown in Figure 5 (h
), if the slope is steeper, as shown in (i) of the same figure.
A strong degree of edge enhancement is performed as shown in . on the other hand,
For gentle slopes as shown in figure (j),
A weak degree of edge enhancement is performed as shown in k). In this way, the edge emphasis component added to the input signal is
Since it depends on the frequency of the input signal and has a perfect correlation with the input signal, this image quality improvement device can improve sharpness and resolution in a natural manner without giving any discomfort to the viewer. can.
【0033】ここで、入力信号Sa として、変調周波
数f2(=4MHz )のAM変調波が入来した場合の
各ブロックの出力波形を、図5に対応させて図6に示す
。周波数4MHz は、NTSC方式のTV映像信号で
は、上限周波数である。図6(a)〜(c)における包
絡線(破線で図示した波形)が、図6(d)に示す波形
Sd であり、波形形成器4から得られるエッジ強調成
分が、図6(e)に示す信号Se であり、最終的に得
られる出力信号が図6(g)に示す信号Sg である。
この信号Sg にからわかるように、搬送波が矩形波化
され、エッジ強調されている。FIG. 6 shows the output waveform of each block when an AM modulated wave of modulation frequency f2 (=4 MHz) is input as the input signal Sa, corresponding to FIG. The frequency of 4 MHz is the upper limit frequency for NTSC TV video signals. The envelope (the waveform indicated by the broken line) in FIGS. 6(a) to (c) is the waveform Sd shown in FIG. 6(d), and the edge emphasis component obtained from the waveform generator 4 is the waveform Sd shown in FIG. 6(e). The finally obtained output signal is the signal Sg shown in FIG. 6(g). As can be seen from this signal Sg, the carrier wave is converted into a rectangular wave and the edges are emphasized.
【0034】なお、直交高域濾波器1の特性として図2
(b)に示した特性、同相高域濾波器2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の
特性として図2(a)に示した特性、同相高域濾波器2
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。Note that FIG. 2 shows the characteristics of the orthogonal high-pass filter 1.
The characteristics shown in FIG. 2(b) and the characteristics shown in FIG. 2(e) were used as the characteristics of the in-phase high-pass filter 2, but the characteristics shown in FIG. 2(a) were used as the characteristics of the orthogonal high-pass filter 1. In-phase high-pass filter 2
The characteristics shown in FIG. 2(d) may be used as the characteristics. The characteristic shown in FIG. 2(a) is the characteristic shown in the following equation (13), and the characteristic shown in FIG. 2(d) is the characteristic shown in the following equation (14).
【0035】[0035]
【数13】[Math. 13]
【0036】[0036]
【数14】[Math. 14]
【0037】また、図2(a),(b),(d),(e
)に示す各特性に対して、入力信号の存在する周波数範
囲外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。図1に示した実
施例では、雑音制限器を波形形成器4の後段にのみ設け
たが、波形形成器4の前後、即ち、波形形成器4と同相
高域濾波器2との間に、もう一つ同様の雑音制限器を設
けてもよい。波形形成器4と同相高域濾波器2との間に
設けた雑音制限器により、信号Sc の雑音を抑圧すれ
ば、波形形成器4での信号Sc の極性判断の精度が向
上し、より正確なエッジ強調成分Se が得られる。[0037] Also, FIGS. 2(a), (b), (d), (e
) may be subjected to band limitation to cut signals outside the frequency range in which the input signal exists. This leads to improved noise resistance performance. In the embodiment shown in FIG. 1, the noise limiter is provided only after the waveform former 4, but before and after the waveform former 4, that is, between the waveform former 4 and the in-phase high-pass filter 2. Another similar noise limiter may be provided. If the noise limiter provided between the waveform shaper 4 and the in-phase high-pass filter 2 suppresses the noise in the signal Sc, the accuracy of the polarity judgment of the signal Sc in the waveform shaper 4 will improve, making it more accurate. An edge emphasis component Se is obtained.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上の通り本発明の画質改善装置は、以
下の効果を有する。
(イ)エッジ強調成分を入力信号の傾斜部分の中点に適
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、再生画像の
輪郭補正が行える。
(ロ)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。
(ハ)雑音制限器5を、波形形成器4の後段に設けたこ
とにより、エッジ強調成分Se の雑音を抑圧すること
ができ、本来の正確なエッジ強調成分が得られ、耐雑音
性能の向上した画質改善が行える。
(ニ)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。
(ホ)本発明の各構成要素は、従来の回路を組合わせる
ことによりそれぞれ構成できるので、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
。As described above, the image quality improving device of the present invention has the following effects. (a) Since the edge emphasis component can be appropriately added to the midpoint of the slope portion of the input signal, an output signal to which a frequency component outside the frequency band of the input signal is added can be obtained, and the contour of the reproduced image can be corrected. (b) This process does not emphasize edges exceeding the amplitude of the original signal, such as preshoot and overshoot, as in conventional contour correction, but emphasizes edges within the amplitude of the original signal. Therefore,
Even when a device incorporating this image quality improvement device is configured with a digital circuit, the problem of overflow does not occur, and the device can improve image quality satisfactorily. (c) By providing the noise limiter 5 after the waveform former 4, it is possible to suppress the noise of the edge emphasis component Se, obtain the original accurate edge emphasis component, and improve noise resistance performance. Image quality can be improved. (d) The edge enhancement component added to the input signal depends on the frequency of the input signal and has a perfect correlation with the input signal, so this image quality improvement device does not give a sense of discomfort to the viewer. Sharpness and resolution can be improved in a natural way. (E) Each component of the present invention can be configured by combining conventional circuits, so the image quality improvement device of the present invention can be easily manufactured and has a wide range of uses.
【図1】一実施例のブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment.
【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。FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of a quadrature high-pass filter and an in-phase high-pass filter.
【図3】振幅合成器の具体的な構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the configuration of an amplitude synthesizer.
【図4】波形形成器の具体的な構成例を示す図、及び雑
音制限器の特性図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration example of a waveform former, and a characteristic diagram of a noise limiter.
【図5】図1に示した実施例の動作説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment shown in FIG. 1;
【図6】図1に示した実施例の動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment shown in FIG. 1;
1 直交高域濾波器 2 同相高域濾波器 3 振幅合成器 4 波形形成器 5 雑音制限器 6 加算器 1 Quadrature high-pass filter 2 In-phase high-pass filter 3 Amplitude synthesizer 4 Waveform former 5 Noise limiter 6 Adder
Claims (1)
第2の信号を出力する同相高域濾波器と、前記第1の信
号が供給されて、第3の信号を出力する直交高域濾波器
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4の信号を出力する振幅合成器と、前記第2及び
第4の信号が供給され、前記第4の信号に前記第2の信
号の極性を付与した信号から、前記第2の信号を減算す
ることにより得られた、エッジ強調成分である第5の信
号を出力する波形形成器と、前記第5の信号が供給され
、その信号の小振幅信号部を抑圧することにより得られ
た第6の信号を出力する雑音制限器と、前記第1及び第
6の信号が供給され、前記第1の信号に前記第6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。Claim 1: A first signal, which is an input signal, is supplied;
an in-phase high-pass filter that outputs a second signal; a quadrature high-pass filter that is supplied with the first signal and outputs a third signal; and a quadrature high-pass filter that is supplied with the second and third signals; an amplitude synthesizer that outputs a fourth signal having an amplitude value obtained by vector-combining the two signals, and the second and fourth signals are supplied, and the fourth signal is combined with the second signal. a waveform former that outputs a fifth signal that is an edge emphasis component obtained by subtracting the second signal from a signal that has been given the polarity of the signal, and the fifth signal is supplied; a noise limiter that outputs a sixth signal obtained by suppressing a small amplitude signal portion of the signal; and a noise limiter that outputs a sixth signal obtained by suppressing the small amplitude signal portion of the signal; An image quality improvement device comprising: an adder that obtains an output signal in which edges of the first signal are emphasized by adding .
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3050528A JP2546447B2 (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Image quality improvement device |
EP19920300672 EP0497532B1 (en) | 1991-01-29 | 1992-01-27 | Image enhancement system |
DE1992615916 DE69215916T2 (en) | 1991-01-29 | 1992-01-27 | Image enhancement system |
US07/826,938 US5268860A (en) | 1990-09-17 | 1992-01-29 | Image enhancement system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3050528A JP2546447B2 (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Image quality improvement device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04268881A true JPH04268881A (en) | 1992-09-24 |
JP2546447B2 JP2546447B2 (en) | 1996-10-23 |
Family
ID=12861492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3050528A Expired - Lifetime JP2546447B2 (en) | 1990-09-17 | 1991-02-22 | Image quality improvement device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2546447B2 (en) |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3050528A patent/JP2546447B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2546447B2 (en) | 1996-10-23 |
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