JPH04319872A - 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、及び、画像データを扱う各種画
像処理装置等に好適な画質改善装置に関する。そして、
この発明は、特にエッジ強調を観賞者に違和感を与える
ことなく自然な形で行い、再生画像の鮮鋭度及び解像度
を改善できると共に、デジタル回路化に適した画質改善
装置を提供することを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】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。

【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、デジタル回路化に適し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
。さらに、この発明が解決しようとする課題は、２次元
のエッジ強調ができると共に、エッジ強調量の調整がで
き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、入力信号から、水平方向に３つ及
び垂直方向に３つの正方格子状に並んだ、合計９つの画
素値を抽出する抽出回路と、前記９つの画素値の内の中
央画素値に関して、その中央画素値を含んで水平方向に
並んでいる３つの画素値が供給され、１次差分回路と、
２次差分回路と、制御信号形成回路と、信号選択回路と
より成る水平方向処理回路と、前記９つの画素値の内の
中央画素値に関して、その中央画素値を含んで垂直方向
に並んでいる３つの画素値が供給される、前記水平方向
処理回路と同一構成の垂直方向処理回路と、前記９つの
画素値の内の中央画素値に関して、その中央画素値を含
んで第１の斜め方向に並んでいる３つの画素値が供給さ
れる、前記水平方向処理回路と同一構成の第１の斜め方
向処理回路と、前記９つの画素値の内の中央画素値に関
して、その中央画素値を含んで第２の斜め方向に並んで
いる３つの画素値が供給される、前記水平方向処理回路
と同一構成の第２の斜め方向処理回路と、前記水平方向
処理回路、前記垂直方向処理回路、前記第１の斜め方向
処理回路、及び前記第２の斜め方向処理回路の各出力信
号が供給され、前記各出力信号を所定比率で混合する混
合回路とより構成される画質改善装置であって、前記１
次差分回路は、供給される前記３つの画素値の内の隣接
する２つの画素値から、第１の１次差分値信号と、第２
の１次差分値信号とを形成し、前記２次差分回路は、前
記第１の１次差分値信号と、前記第２の１次差分値信号
とから２次差分値信号を形成し、前記制御信号形成回路
は、前記第１の１次差分値信号、前記第２の１次差分値
信号、及び前記２次差分値信号が供給され、前記第１の
１次差分値信号、前記第２の１次差分値信号、及び前記
２次差分値信号の各信号の値の組合わせに応じて変化す
る制御信号を形成し、前記信号選択回路は、前記３つの
画素値及び前記制御信号が供給され、前記入力信号の波
形変化部の中点位置に波形段差を付加した出力信号を得
るように、前記制御信号に応じて、前記３つの画素値の
内の１つを選択して出力する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。また、図２は正方格子状に配置された９つの画
素値の配列図、図３は遅延回路及び水平方向処理回路の
具体的な構成例を示す図、図４は水平方向処理回路内の
制御信号形成回路及び信号選択回路の具体的な構成例を
示す図、図５、図６、及び図７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
〜図７では、その回路の信号波形をアナログ値で示すも
のとする。

【０００６】図１において、１は遅延回路であり、入力
信号から、水平方向に３つ及び垂直方向に３つの正方格
子状に並んだ、合計９つの画素値を抽出する抽出回路の
働きをする。２は水平方向処理回路、３は第１の斜め方
向処理回路、４は垂直方向処理回路、５は第２の斜め方
向処理回路、６は混合器である。なお、説明の便宜上、
各回路自体の処理時間による信号の遅れ、及びその遅れ
を単に補正するためだけに通常用いられる遅延回路等は
、省略するものとする。この画質改善装置の扱う入力信
号としては、各種映像信号、ＴＶ信号の輝度信号、ＲＧ
Ｂ信号等のベースバンド信号が考えられる。入力信号は
、装置内で、水平・垂直の２次元処理される。これらの
入力信号は、水平方向には連続であり、垂直方向には、
ライン（即ち走査線）毎に離散化された信号となってい
る。信号処理をデジタル回路で行う場合には、入力信号
の水平方向も標本化周期で離散化する必要がある。 以下に説明する実施例のエッジ強調処理は、図２に示す
、正方格子状に並んだ合計９つの画素値（信号の値）Ｘ
ａ〜Ｘｉを用いて、その正方格子の中央画素値Ｘｅに対
して行うエッジ強調処理である。正方格子状に配置され
た９つの画素値は、任意の処理時刻に水平方向に時間Ｔ
ずつ隔てられた３つの信号、及び上方から下方に走査さ
れる垂直方向に、時間ＴＨ　（水平走査期間、即ちライ
ン周期）ずつ隔てられた３本のラインから成る。

【０００７】まず、ラインＬ１から入来する入力信号は
。遅延回路１に供給される。遅延回路１は、図２に示す
正方格子状に配置された９つの画素値を入力信号から抽
出し、その９つの画素値を同一時刻に取扱える信号にす
る。遅延回路１は、図３（ａ）に示すように、８個の遅
延回路で構成されている。遅延回路１−１，１−２の有
する遅延時間は、ライン毎の垂直方向の隔り時間である
水平走査期間ＴＨ　である。ＮＴＳＣ方式におけるイン
ターレス走査時の水平走査期間ＴＨ　は次式（１）であ
り、ノンインターレス走査時の水平走査期間ＴＨは次式
（２）である。

【０００８】

【数１】

【数２】

【０００９】遅延回路１−３〜１−８の有する遅延時間
は、水平方向の微小遅延を与えるための時間Ｔである。 遅延時間Ｔは、

【００１０】

【数３】

【００１１】である。この遅延時間Ｔの値は、ＴＶ映像
信号を量子化し、デジタル系で信号処理する際に通常用
いられる標本化周波数ｆｓ　（ｆｓ　＝４ｆｓｃ）を基
に設定された値であり、遅延時間Ｔは標本化周期に一致
している。ＴＶ映像信号の周波数成分が４ＭＨｚ　まで
で帯域制限されている場合には、理想特性から求められ
る次式のインパルス応答、

【００１２】

【数４】

【００１３】の半値幅（約１５０．８ｎｓ）から、遅延
時間Ｔの値を次式、

【００１４】

【数５】

【００１５】即ち、半値幅の１／２以下の値に設定する
ことで、この発明の目的は達成される。この様に入力信
号が含む周波数成分の上限値から、遅延時間Ｔの値を決
めることができる。次に、図２に示す９個の画素値Ｘａ
〜Ｘｉが、図３（ａ）に示す遅延回路１の回路図の各接
続点で、どのように配列しているかを説明する。ライン
Ｌ１上の入力画素値をＸｉとしたとき、遅延回路１−１
の出力は、画素値Ｘｉより時間ＴＨ　前の画素値Ｘｆで
あり、遅延回路１−２の出力は、画素値Ｘｆよりもさら
に時間ＴＨ　前の画素値Ｘｃである。遅延回路１−３の
出力は、画素値Ｘｉより時間Ｔ前の画素値Ｘｈであり、
遅延回路１−４の出力は、画素値Ｘｈよりもさらに時間
Ｔ前の画素値Ｘｇである。また、遅延回路１−５の出力
は、画素値Ｘｆより時間Ｔ前の画素値Ｘｅであり、遅延
回路１−６の出力は、画素値Ｘｅよりもさらに時間Ｔ前
の画素値Ｘｄである。遅延回路１−７の出力は、画素値
Ｘｃより時間Ｔ前の画素値Ｘｂであり、遅延回路１−８
の出力は、画素値Ｘｂよりもさらに時間Ｔ前の画素値Ｘ
ａである。従って、図２に示すような、水平方向に時間
Ｔずつ隔てられた３つの画素値、及び垂直方向に時間Ｔ
Ｈ　ずつ隔てられた３つの画素値の計９個の画素値から
成る正方格子状に配置された画素値Ｘａ〜Ｘｉが、同一
時刻に扱えるようになる。次に、図１に示す水平方向処
理回路２には、遅延回路１から３つの画素値Ｘｄ，Ｘｅ
，Ｘｆが供給される。画素値Ｘｄ，Ｘｅ，Ｘｆは、図２
に示す中央ライン（（ｎ＋１）ライン）に沿って水平方
向に時間Ｔ毎に配置された３つの画素値であり、水平方
向処理回路２は、この３つの画素値を用いて、中央画素
値Ｘｅに対する水平方向のエッジ強調を行う。

【００１６】図３（ｂ）は、水平方向処理回路２の具体
的な構成を示す図である。３つの入力ラインＬ２−１，
Ｌ２−２，Ｌ２−３には、それぞれ遅延回路１から画素
値Ｘｆ，Ｘｅ，Ｘｄが１つずつ供給される。ここで、水
平方向処理回路２の動作をわかりやすく説明するために
、画素値Ｘｆ，Ｘｅ，Ｘｄを、それぞれ図５（ａ），（
ｂ），（ｃ）に示す連続信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に置き換
えることにする。幅広のパルス信号Ｓ１が、時間Ｔだけ
遅延した信号が信号Ｓ２であり、さらに時間Ｔだけ遅延
した信号が信号Ｓ３である。図３（ｂ）に示す減算器２
−１は、信号Ｓ１から信号Ｓ２を減算し、次式に示す信
号Ｓ４を出力する。信号Ｓ４の波形（図５（ｄ）参照）
は、１次差分波形、即ち微分波形である。

【００１７】

【数６】

【００１８】減算器２−２は、減算器２−１と同一の機
能を有し、信号Ｓ２から信号Ｓ３を減算し、次式に示す
信号Ｓ５（図５（ｅ）参照）を出力する。信号Ｓ５の波
形も、１次差分波形、即ち微分波形である。

【００１９】

【数７】

【００２０】減算器２−３も、減算器２−１と同一の機
能を有し、減算器２−１の出力信号Ｓ４から減算器２−
２の出力信号Ｓ５を減算し、次式に示す信号Ｓ６を出力
する。信号Ｓ６の波形（図５（ｆ）参照）は、２次の差
分波形、即ち２次微分波形である。

【００２１】

【数８】

【００２２】次段の制御信号形成回路２−４には、減算
器２−１〜２−３の各出力信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が供給
される。そして、制御信号形成回路２−４は、信号Ｓ４
，Ｓ５，Ｓ６の値の組合わせに応じて、制御信号Ｓｃを
形成する。制御信号Ｓｃは、３つの信号Ｓｃ１，Ｓｃ２
，Ｓｃ３から成る、ローアクティブ（負論理）のロジッ
ク信号である。次表１に各制御信号の論理及びその成立
条件を示す。また、信号Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３の各波
形図を図５（ｈ），（ｉ），（ｇ）に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】以上のように、（イ）信号Ｓ４，Ｓ５の値
が共に第１の正の定数αより大であり、同時に信号Ｓ６
の値が第２の正の定数βより大であるとき、または、信
号Ｓ４，Ｓ５の値が共に第１の負の定数−αより小であ
り、同時に信号Ｓ６の値が第２の負の定数−βより小で
あるとき、制御信号Ｓｃ３が０（Ｌｏｗ）となり、（ロ
）信号Ｓ４，Ｓ５の値が共に第１の正の定数αより大で
あり、同時に信号Ｓ６の値が第２の負の定数−βより小
のとき、または、信号Ｓ４，Ｓ５の信号の値が共に第１
の負の定数−αより小であり、同時に信号Ｓ６の信号の
値が第２の正の定数βより大であるとき、制御信号Ｓｃ
１が０（Ｌｏｗ）となり、（ハ）信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６
の３つの信号の値の組合わせが上記以外の組合わせのと
き（即ち、信号Ｓｃ１，Ｓｃ３が同時に１（Ｈｉｇｈ）
のとき）、制御信号Ｓｃ２が０（Ｌｏｗ）となる。上記
の定数α，βは、信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の値に比べて小
さな値であり、雑音成分を除去するために設定される。 これによって、信号Ｓ４，Ｓ５中の振幅値がα未満の雑
音相当成分が除去されると共に、信号Ｓ６中の振幅値が
β未満の雑音相当成分が除去される。従って、雑音成分
の影響を受けないより正確な制御信号Ｓｃが得られる。 なお、この雑音除去処理により、雑音成分と共に失われ
る信号成分を、元の信号の数％以内としておけば問題な
い。制御信号形成回路２−４を実現する回路例を図４（
ａ）に示す。図４（ａ）において、信号Ｓ４〜Ｓ６は、
２の補数表示の８ｂｉｔのデジタル信号として扱われる
。信号Ｓ４〜Ｓ６は、それぞれ変換器３−１〜３−３に
供給される。変換器３−１〜３−３は、信号Ｓ４〜Ｓ６
を、信号Ｓ４〜Ｓ６の絶対値が正の定数α，βよりも大
きなときは１、小さなときは０に変換し、それを２の補
数表示の２ｂｉｔ化された信号として出力する。各変換
器の変換表を表２に、信号Ｓ４〜Ｓ６の２の補数表示の
２ｂｉｔ化された信号を次式（９）にそれぞれ示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【数９】

【００２７】変換器３−１〜３−３は、ＴＴＬ−ＩＣや
、ＲＯＭなどによるテーブル・ルックアップ方式で実現
できると共に、ＰＬＡ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌ
ｏｇｉｃ　Ａｒｒａｙ）等でも実現できる。３つの変換
器出力は、ＡＮＤ回路３−４〜３−８、ＯＲ回路３−９
，３−１０、ＮＡＮＤ回路３−１１，３−１２，３−１
３を経て、次式に示す制御信号Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３
となる。

【００２８】

【数１０】

【００２９】なお、図４（ａ）上では、各信号名Ｓｃ１
，Ｓｃ２，Ｓｃ３は、単なる名称として記載してあるが
、上式（１０）では、その信号の使用目的、動作を明確
にするため、ローアクティブ（負論理）の論理式で（即
ち、バーを付して）、各信号Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３を
示している。 制御信号形成回路２−４で雑音除去の必要がないときは
、表１、表２で示したような、正の定数α，β、負の定
数−α，−βで信号Ｓ６〜Ｓ８を振り分けるのではなく
、信号Ｓ６〜Ｓ８を正、負、ゼロで振り分けるるように
してもよい。この場合の変換器３−１〜３−３の変換表
を次表３に、各制御信号の論理及びその成立条件を次表
４に示す。

【００３０】

【表３】

【表４】

【００３１】ここで図３（ｂ）にもどって、次段の信号
選択回路２−５には、制御信号Ｓｃ（信号Ｓｃ１，Ｓｃ
２，Ｓｃ３）、及び信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が供給される
。信号選択回路２−５は、制御信号Ｓｃに応じて、信号
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の内の１つの信号を選択出力する。信
号選択回路２−５の出力Ｓｏは、次式（１１）に示すも
のとなる。

【００３２】

【数１１】

【００３３】即ち、信号選択回路２−５は、制御信号Ｓ
ｃ１が０（Ｌｏｗ）のとき、信号Ｓ１を選択出力し、制
御信号Ｓｃ２が０（Ｌｏｗ）のとき、信号Ｓ２を選択出
力し、制御信号Ｓｃ３が０（Ｌｏｗ）のとき、信号Ｓ３
を選択出力する。

【００３４】信号選択回路２−５を実現する回路例を図
４（ｃ）に示す。ブロック３−１４，３−１５，３−１
６はスイッチ回路である。各スイッチ回路３−１４〜３
−１６には、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３がそれぞれ供給され
、制御信号Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３の内の１つが０（Ｌ
ｏｗ）のとき、その制御信号が供給されているスイッチ
回路がオンとなり、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の内のどれか
１つが、共通化された出力端子から出力される。各スイ
ッチ回路３−１４〜３−１６は、同一構成の回路である
。 図４（ｂ）に、スイッチ回路３−１４〜３−１６の具体
的回路例として、スイッチ回路３−１４を代表として示
す。信号Ｓ１，Ｓｏを８ｂｉｔ，２の補数表示のものと
する。ブロック３−２０〜３−２７は制御端子付のバッ
ファ回路であり、共通化された制御端子には、制御信号
Ｓｃ１が供給されている。この制御信号Ｓｃ１が０（Ｌ
ｏｗ）のときに、入力信号Ｓ１、即ち、Ｓ１０（ＬＳＢ
）〜Ｓ１７（ＭＳＢ）は、そのまま出力Ｓｏ（即ち、Ｓ
００（ＬＳＢ）〜Ｓ０７（ＭＳＢ））として出力される
。制御信号Ｓｃ１が１（Ｈｉｇｈ）のときには、出力は
トライステートまたはハイインピーダンス状態となる。 こうして得られる信号選択回路２−５の出力信号Ｓｏは
、図５（ｊ）に示す波形となる。

【００３５】この出力波形Ｓｏを入力波形Ｓ２（画素値
Ｘｅ）と比較すると、出力波形Ｓｏは、入力波形Ｓ２の
波形変化部（エッジ部）のほぼ中間点に波形段差が付加
され、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Ｓｏを再生すれば、水平方向の輪郭が補正された再生
画像が得られる。また、この水平方向処理回路２のエッ
ジ強調処理は、図５（ｊ）に示す出力波形Ｓｏ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、この水平方向処理回路を組込んだ機器を、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Ｌ２−４から出力される信号Ｓｏ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Ｓ２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
。

【００３６】ここで、信号Ｓｏ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Ｓ２にお
けるエッジ部が有する周波数特性に依存している。一例
を挙げれば、元の信号の立上がり部及び立下がり部（エ
ッジ部）が、図５（ｋ）に示すように、より緩やかな傾
斜であれば、同図（ｌ）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、エッジ強調処理の度合は
、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、この水平方向処理回路２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。

【００３７】さらに、制御信号形成回路２−４内の変換
器に、雑音成分を除去するための定数α，βを設定すれ
ば、信号Ｓ４，Ｓ５中の振幅値がα未満の雑音相当成分
が除去されると共に、信号Ｓ６中の振幅値がβ未満の雑
音相当成分が除去される。従って、この水平方向処理回
路２は、雑音成分の影響を受けないより正確な制御信号
Ｓｃが得られ、より正確なエッジ強調が行える。こうし
て、水平方向のエッジ強調のなされた水平方向処理回路
２の出力信号は、図１に示すように、ラインＬ２を介し
て混合器６に供給される。

【００３８】次に、第１の斜め方向処理回路３について
説明する。第１の斜め方向処理回路３には、遅延回路１
から３つの画素値Ｘｇ，Ｘｅ，Ｘｃが供給される。画素
値Ｘｇ，Ｘｅ，Ｘｃは、中央画素値Ｘｅを含んで第１の
斜め方向（左下から右上への方向）に並ぶ３つの画素値
であり、第１の斜め方向処理回路３は、この３つの画素
値を用いて、中央画素値Ｘｅに対する第１の斜め方向の
エッジ強調を行う。第１の斜め方向処理回路３の内部構
成は、前記水平方向処理回路２と同一である。水平方向
処理回路２の場合と同様、画素値Ｘｇ，Ｘｅ，Ｘｃを、
信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に置き換えて説明する。信号Ｓ２
は、信号Ｓ１に対して、時間ＴＨ　−Ｔだけ遅延した信
号であり、信号Ｓ３は、信号Ｓ２よりもさらに時間ＴＨ
　−Ｔだけ遅延した信号である。信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
の信号波形例を図６（ａ）〜（ｃ）に示す。垂直方向の
信号間には走査という処理が入るため、図に示すような
離散的な信号波形となる。図示した離散的な信号波形は
、立上がり傾斜波形である。図３（ｂ）のブロック構成
図における他の信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓｃ１，Ｓｃ２
，Ｓｃ３，Ｓｏを、水平方向処理回路２の説明で使用し
た図５に対応させて、図６（ｄ）〜（ｊ）にそれぞれ示
す。図６（ｊ）に示す、第１の斜め方向処理回路３の出
力信号Ｓｏを、入力波形Ｓ２（画素値Ｘｅ）と比較する
。水平方向処理回路２の出力波形と同様、出力波形Ｓｏ
は、入力波形Ｓ２の波形変化部（エッジ部）のほぼ中間
点に波形段差が付加され、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Ｓｏを再生すれば、第１の斜め方
向の輪郭が補正された再生画像が得られる。第１の斜め
方向のエッジ強調がなされた、第１の斜め方向処理回路
３の出力信号は、図１に示すように、ラインＬ３を介し
て混合器６に供給される。

【００３９】次に、垂直方向処理回路４について説明す
る。垂直方向処理回路４には、遅延回路１から３つの画
素値Ｘｈ，Ｘｅ，Ｘｂが供給される。画素値Ｘｈ，Ｘｅ
，Ｘｂは、中央画素値Ｘｅを含んで垂直方向に並ぶ３つ
の画素値であり、垂直方向処理回路４は、この３つの画
素値を用いて、中央画素値Ｘｅに対する垂直方向のエッ
ジ強調を行う。垂直方向処理回路４の内部構成は、前記
水平方向処理回路２と同一である。ここでも、水平方向
処理回路２の場合と同様、画素値Ｘｈ，Ｘｅ，Ｘｂを、
信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に置き換えて説明する。信号Ｓ２
は、信号Ｓ１に対して、時間ＴＨ　（水平走査期間）だ
け遅延した信号であり、信号Ｓ３は、信号Ｓ２よりもさ
らに時間ＴＨ　だけ遅延した信号である。信号Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３の信号波形例は図６（ａ）〜（ｃ）に示すもの
である。垂直方向の信号間には走査という処理が入るた
め、図に示すような離散的な信号波形となる。信号間の
時間間隔は、もちろん時間ＴＨ　である。図３（ｂ）の
ブロック構成図における他の信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ
ｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３，Ｓｏを、前述と同様に、図６（
ｄ）〜（ｊ）にそれぞれ示す。垂直方向処理回路４の出
力波形Ｓｏは、水平方向処理回路２の出力波形と同様、
入力波形Ｓ２（Ｘｅ）の波形変化部（エッジ部）のほぼ
中間点に波形段差が付加され、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。出力信号Ｓｏを再生すれば、垂直方向の輪郭が補正
された再生画像が得られる。垂直方向のエッジ強調がな
された、垂直方向処理回路４の出力信号は、図１に示す
ように、ラインＬ４を介して混合器６に供給される。

【００４０】次に、第２の斜め方向処理回路５について
説明する。第２の斜め方向処理回路５には、遅延回路１
から３つの画素値Ｘｉ，Ｘｅ，Ｘａが供給される。画素
値Ｘｉ，Ｘｅ，Ｘａは、中央画素値Ｘｅを含んで第２の
斜め方向（右下から左上への方向）に並ぶ３つの画素値
であり、第２の斜め方向処理回路５は、この３つの画素
値を用いて、中央画素値Ｘｅに対する第２の斜め方向の
エッジ強調を行う。第２の斜め方向処理回路５の内部構
成も、前記水平方向処理回路２と同一である。水平方向
処理回路２の場合と同様、画素値Ｘｉ，Ｘｅ，Ｘａを、
信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に置き換えて説明する。信号Ｓ２
は、信号Ｓ１に対して、時間ＴＨ　＋Ｔだけ遅延した信
号であり、信号Ｓ３は、信号Ｓ２よりもさらに時間ＴＨ
　＋Ｔだけ遅延した信号である。信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
の信号波形例は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すものである
。図３（ｂ）のブロック構成図における他の信号Ｓ４，
Ｓ５，Ｓ６，Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３，Ｓｏを、前述と
同様に、図６（ｄ）〜（ｊ）にそれぞれ示す。第２の斜
め方向処理回路５の出力信号Ｓｏは、水平方向処理回路
２の出力波形と同様、入力波形Ｓ２（Ｘｅ）の波形変化
部（エッジ部）のほぼ中間点に波形段差が付加され、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。出力信号Ｓｏを再生すれば、
第２の斜め方向の輪郭が補正された再生画像が得られる
。第２の斜め方向のエッジ強調がなされた、第２の斜め
方向処理回路５の出力信号は、図１に示すように、ライ
ンＬ５を介して混合器６に供給される。

【００４１】最後に、図１の残りのブロックである混合
器６について説明する。水平方向処理回路２から供給さ
れる、水平方向のエッジ強調処理が行われた画素値をＸ
ｅ２、第１の斜め方向処理回路３から供給される、第１
の斜め方向のエッジ強調処理が行われた画素値をＸｅ３
、垂直方向処理回路４から供給される、垂直方向のエッ
ジ強調処理が行われた画素値をＸｅ４、第２の斜め方向
処理回路５から供給される、第２の斜め方向のエッジ強
調処理が行われた画素値をＸｅ５とする。混合器６は、
それらの画素値Ｘｅ２〜Ｘｅ５を、次式に示すように所
定比率で混合し、エッジ強調処理が行われた２次元配列
の画像信号Ｘｅｏを出力する。

【００４２】

【数１２】

【００４３】水平、垂直、斜めの各方向に均等なエッジ
強調を行った信号Ｘｅｏを得るには、式（１２）を次式
、

【００４４】

【数１３】

【００４５】とすればよく、水平及び垂直方向を重視し
てエッジ強調を行った信号Ｘｅｏを得るには、次式、

【
００４６】

【数１４】

【００４７】のようにすればよい。また、図２における
中央画素値Ｘｅとその周囲８個の画素値との空間的な距
離を考慮した場合、次式

【００４８】

【数１５】

【００４９】のような混合式も考えられる。この式は、
水平及び垂直方向のエッジ強調効果を、斜め方向のエッ
ジ強調効果の２の平方根倍としたものである。このよう
に、混合器６での各画素値の混合率を調節することによ
り、この画質改善装置は、各方向のエッジ強調量を細か
く調節できる。従って、観賞者は、自分の好みに合わせ
てエッジ強調効果を調節でき、最適な画質を設定できる
。

【００５０】図７（ａ）は、合計４９個の画素値から成
る２次元配列の例である。各画素の位置を長方形の小さ
な枠で示し、各画素値をその長方形内の数値で示す。図
中の破線内の各画素値を中央画素値として、上記のエッ
ジ強調処理を行った結果を、図７（ｂ），（ｃ）に示す
。図７（ｂ）は上式（１３）の混合式を用いて得られる
結果であり、図７（ｃ）は上式（１４）の混合式を用い
て得られる結果である。図７（ｂ），（ｃ）のどちらも
、１に近い画素値はより１に近い値となり、０に近い画
素値はより０に近い値となっており、エッジ強調効果が
見られる。なお、図７（ａ）に示す画素値の配列に対し
ては、図７（ｃ）で用いた処理のほうがエッジ強調効果
が強く現れている。以上のようにして得られる混合器６
の出力は、この画質改善装置の出力信号としてラインＬ
６を介して取出される。もちろん、この出力信号は、前
述した各処理回路２〜５の出力信号と同様、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。さらに、エッジ強調処理の度合は
、混合器６の混合率の設定値とは無関係に、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。

【００５１】上記実施例では、入力信号として、上限周
波数４ＭＨｚ　までに帯域制限されたＮＴＳＣ方式の輝
度信号を主に想定したが、本発明の画質改善装置は、Ｐ
ＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式、ハイビジョン方式等のＴＶ
信号や、ＲＧＢ信号などのベースバンド系全ての映像信
号及び画像信号を扱うことができる。また、この画質改
善装置は、ＣＧ（コンピュータグラフィックス）画像や
、自然画像を扱う画像処理装置にも好適である。特に、
デジタル化された画像データに対しては、本発明と等価
な輪郭補正処理、エッジ強調処理が、コンピュータを使
用したソフトウェア処理によっても実現でき、本発明は
、画像データのソフトウェアによる加工処理にも応用で
きる。さらにまた、本発明は、デジタル伝送系の波形歪
によって発生するアイパターンの劣化を改善することに
も有効である。

【００５２】

【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）エッジ強調を、入力信号の傾斜部分の中点に波形
段差を適格に付加することにより行い、その結果、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
力信号が得られるので、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）入力信号に対するエッジ強調の度合は、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。 （ニ）水平方向、垂直方向、第１の斜め方向及び第２の
斜め方向の４つの方向にわたってエッジ強調処理ができ
、２次元の画質改善処理が行える。 （ホ）混合器での各画素値の混合率を調節することによ
り、この画質改善装置は、各方向のエッジ強調量を細か
く調節できる。従って、観賞者は、自分の好みに合わせ
てエッジ強調効果を調節することにより、多様な画質が
得られると共に、その中から最適な画質を設定できる。 （ヘ）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
。

【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】正方格子状に配置された９つの画素値の配列図
である。

【図３】遅延回路及び水平方向処理回路の具体的な構成
例を示す図である。

【図４】水平方向処理回路内の制御信号形成回路及び信
号選択回路の具体的な構成例を示す図である。

【図５】図１に示した実施例の動作説明図である。

【図６】図１に示した実施例の動作説明図である。

【図７】図１に示した実施例の動作説明図である。

【符号の説明】

１　　遅延回路 ２　　水平方向処理回路 ３　　第１の斜め方向処理回路 ４　　垂直方向処理回路 ５　　第２の斜め方向処理回路 ６　　混合器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号から、水平方向に３つ及び垂直方
   向に３つの正方格子状に並んだ、合計９つの画素値を抽
   出する抽出回路と、前記９つの画素値の内の中央画素値
   に関して、その中央画素値を含んで水平方向に並んでい
   る３つの画素値が供給され、１次差分回路と、２次差分
   回路と、制御信号形成回路と、信号選択回路とより成る
   水平方向処理回路と、前記９つの画素値の内の中央画素
   値に関して、その中央画素値を含んで垂直方向に並んで
   いる３つの画素値が供給される、前記水平方向処理回路
   と同一構成の垂直方向処理回路と、前記９つの画素値の
   内の中央画素値に関して、その中央画素値を含んで第１
   の斜め方向に並んでいる３つの画素値が供給される、前
   記水平方向処理回路と同一構成の第１の斜め方向処理回
   路と、前記９つの画素値の内の中央画素値に関して、そ
   の中央画素値を含んで第２の斜め方向に並んでいる３つ
   の画素値が供給される、前記水平方向処理回路と同一構
   成の第２の斜め方向処理回路と、前記水平方向処理回路
   、前記垂直方向処理回路、前記第１の斜め方向処理回路
   、及び前記第２の斜め方向処理回路の各出力信号が供給
   され、前記各出力信号を所定比率で混合する混合回路と
   より構成される画質改善装置であって、前記１次差分回
   路は、供給される前記３つの画素値の内の隣接する２つ
   の画素値から、第１の１次差分値信号と、第２の１次差
   分値信号とを形成し、前記２次差分回路は、前記第１の
   １次差分値信号と、前記第２の１次差分値信号とから２
   次差分値信号を形成し、前記制御信号形成回路は、前記
   第１の１次差分値信号、前記第２の１次差分値信号、及
   び前記２次差分値信号が供給され、前記第１の１次差分
   値信号、前記第２の１次差分値信号、及び前記２次差分
   値信号の各信号の値の組合わせに応じて変化する制御信
   号を形成し、前記信号選択回路は、前記３つの画素値及
   び前記制御信号が供給され、前記入力信号の波形変化部
   の中点位置に波形段差を付加した出力信号を得るように
   、前記制御信号に応じて、前記３つの画素値の内の１つ
   を選択して出力することを特徴とする画質改善装置。