JPH04332266A - 輪郭補正装置 - 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】本発明は、画像の輪郭を補正し鮮
鋭度を向上させるための輪郭補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像の高域周波数成分を強調して輪郭部
分にプリエッジ、ポストエッジを付加することにより鮮
鋭度を改善する手段として輪郭補正装置がある。（例え
ば、テレビジョン学会誌、第３３巻、第４号（１９７９
）２８９ページ〜２９１ページ）従来知られている輪郭
補正装置の一例を（図６）に示す。（図６）において１
は映像信号の入力端子、２は出力端子、１１ａおよび１
１ｂは遅延素子（遅延時間Ｔｓｅｃ）、１０は輪郭抽出
回路であり１２ａ、１２ｂ、１２ｃは係数を乗算するた
めの係数乗算器、１３は加算器、２０は輪郭補正レベル
を設定するゲインコントローラ、３０はタイミング調整
器、４０は加算器である。

【０００３】以下図面を参照にしながら従来例の輪郭補
正装置の動作について（図７）に示す波形図を参照にし
ながら説明する。

【０００４】まず、（図６）において入力端子１より入
力された映像信号は遅延素子１１ａ、係数乗算器１２ａ
およびタイミング調整器３０にそれぞれ供給される。タ
イミング調整器３０の出力は加算器４０の一方の入力に
接続される。遅延素子１１ａの出力信号は遅延素子１１
ｂおよび係数乗算器１２ｂに供給される。遅延素子１１
ｂの出力信号は係数乗算器１２ｃに供給される。例えば
入力端子１に（図７（ａ））に示すような水平方向に輪
郭（つまり縦線の輪郭）のある映像信号が入力されたと
すると、遅延素子１１ａおよび１１ｂで遅延され、（図
７（ｂ）、（ｃ））に示す波形が得られる。（図７（ａ
）、（ｂ）、（ｃ））それぞれの波形は係数乗算器１２
ａ、１２ｂ、１２ｃにおいて係数が乗算される。例えば
係数をＫａ＝−１、Ｋｂ＝２、Ｋｃ＝−１とした場合、
係数乗算器１２ａ、１２ｂ、１２ｃの出力波形として（
図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ））の波形がそれぞれ得られ
る。これら３つの信号は加算器１３に加えられており、
その結果、加算器１３の出力として（図７（ｇ））に示
す輪郭補正成分を示す波形が得られる。加算器１３の出
力信号はゲインコントローラ２０において任意のゲイン
で振幅調整される。例えばゲインを１／２に設定すると
ゲインコントローラ２０の出力として（図７（ｈ））で
示す波形が得られる。ゲインコントローラ６からの出力
信号は加算器４０において、（図７（ｉ））に示すよう
にタイミング調整器３０でタイミング調整された信号と
加算され、（図７（ｊ））で示す波形が出力端子２から
得られる。上述した処理により画像の輪郭部分にプリエ
ッジおよびポストエッジが付加され画像の鮮鋭度が向上
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ような構成では、ある特定の勾配の輪郭に対しては鮮鋭
度向上に大きな効果を持つが、多様な勾配の輪郭に対し
ても同様な効果を持つ訳ではない。例えば（図８）に示
すように（図７）に比べて勾配の小さい輪郭である場合
、輪郭補正された出力信号は（図８（ｊ））のようにな
り、鮮鋭度向上の効果は得られない。輪郭補正処理は微
分動作であるから高域雑音の増加を伴う。したがって勾
配の小さい輪郭に対しては輪郭補正効果は得られないば
かりかＳ／Ｎ劣化などの画質劣化を引き起こすという欠
点を有していた。

【０００６】そこで本発明は、前記課題を鑑み画像の輪
郭の勾配の大きさに応じて最適な輪郭補正をおこなう輪
郭補正装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の輪郭補正装置は、入力映像信号の輪郭補正成
分を抽出する第１の輪郭補正成分抽出手段と、入力映像
信号を時間軸反転する第１の時間軸反転手段と、前記第
１の時間軸反転手段からの信号を入力とする第２の輪郭
補正成分抽出手段と、前記第２の輪郭補正成分抽出手段
からの信号を入力とする第２の時間軸反転手段と、前記
第１の輪郭補正成分抽出手段と前記第２の時間軸反転手
段からの出力信号を加算する加算器とを備え、前記加算
器の出力信号を輪郭補正信号とするように構成されたも
のである。

【０００８】本発明の好適な実施例においては、第１の
輪郭補正成分抽出手段および第２の輪郭補正成分抽出手
段は、入力映像信号を一次微分する一次微分手段と、入
力映像信号を二次微分する二次微分手段と、入力映像信
号の輪郭補正成分を抽出する通過帯域の異なる複数の瀘
波手段と、前記複数の瀘波手段の出力信号を選択する選
択手段と、前記一次微分手段および前記二次微分手段お
よび前記複数の瀘波手段からの信号を入力とする論理演
算手段と備え、前記論理演算手段からの出力信号で前記
選択手段を制御するように構成されたものである。

【０００９】

【作用】本発明は前記した構成によって、映像信号の勾
配の大きさを検出し、勾配の大きさに従って最適な輪郭
補正成分を選択するため、高品質な輪郭補正画像を得る
ことができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例の輪郭補正装置につい
て図面を参照にしながら説明する。

【００１１】（図１）は本発明の実施例における輪郭補
正装置の構成を示す図である。（図１）において１は入
力端子、２は出力端子、２０はゲインコントローラ、３
０ａおよび３０ｂはタイミング調整器、４０ａおよび４
０ｂは加算器、１００はポストエッジ処理回路、１１０
は輪郭勾配検出回路、１２０は高域輪郭抽出回路、１３
０は低域輪郭抽出回路、１４０ａおよびｂは輪郭領域検
出回路、１５０は領域設定回路、１６０は出力選択回路
、２００はプリエッジ処理回路、３００ａおよび３００
ｂは時間軸反転回路である。

【００１２】本実施例の輪郭補正装置について（図２）
の波形図を用いてその動作を説明する。回路図中（ａ）
〜（ｕ）で示した部分における信号は（図２（ａ）〜（
ｕ））の波形図に示す信号に対応する。（図１）におい
て入力端子１に入力された映像信号（図２（ａ））はポ
ストエッジ処理回路１００、時間軸反転回路３００ａ、
およびタイミング調整器３０ｂにそれぞれ供給される。

【００１３】ポストエッジ処理回路１００において映像
信号は輪郭勾配検出回路１１０、高域輪郭抽出回路１２
０、低域輪郭抽出回路１３０にそれぞれ供給される。

【００１４】輪郭勾配検出回路１１０は例えば（図３）
の回路で構成される。（図３）において１１１は一次微
分回路、１１２は絶対値回路、１１３は比較器、１１４
はゼロクロス点検出回路、１１５はゲート回路、１１６
はピーク検出回路、１１７は勾配判定回路、１１８は二
次微分回路である。入力映像信号は一次微分回路１１１
で一次微分されて（図２（ｂ））の波形となる。

【００１５】次に絶対値回路１１２で絶対値化されて（
図２（ｃ））の波形となり比較器１１３に供給される。 比較器１１３では任意に設定された閾値と比較され、閾
値より大きい場合は例えば論理値で”１”を出力し閾値
より小さい場合は論理値で”０”を出力する。したがっ
て比較器１１３の出力信号として（図２（ｄ）の波形を
得る。（図２（ｄ））の波形において論理値”１”の部
分は映像信号の輪郭勾配の遷移領域に対応している。

【００１６】一方、入力映像信号は二次微分回路１１８
で二次微分され（図２（ｅ））の波形となる。二次微分
信号はゼロクロス点検出回路１１４に供給される。ゼロ
クロス点検出回路では入力信号振幅が正から負あるいは
負から正に変化する点を検出しその点でトリガパルスを
発生する。

【００１７】発生したトリガパルスはゲート回路１１５
においてゲートされ輪郭勾配の変化領域（（図２（ｄ）
）で論理値が”１”の領域）で発生したトリガパルスの
みが有効とされる。ゲート処理により雑音等で謝って発
生したトリガパルスが除去される。発生したトリガパル
スの位置は輪郭の遷移領域での半値位置を示すとともに
プリエッジとポストエッジの境界点を示している。（（
図２（ｆ））トリガパルスはピーク検出回路１１６に供
給されており、トリガパルスのタイミングで（図２）（
ｃ））に示す一次微分の絶対値信号のピーク振幅値を取
り込む。（（図２（ｇ））ピーク振幅値は勾配判定回路
１１７に供給される。一次微分の絶対値のピーク値は輪
郭の勾配の大きさを示している。つまり急峻な勾配の場
合は大きなピーク値振幅が検出される。

【００１８】またなだらかな勾配の場合は小さなピーク
振幅値が検出される。したがって勾配判定回路１１７で
はあらかじめ設定した閾値と比較し急峻な勾配の場合は
たとえばそれを示す符号”１”を出力する。

【００１９】またなだらかな勾配の場合はそれを示す符
号”２”を出力する、またピーク振幅値が非常に小さい
場合は輪郭ではないと判定して符号”０”を出力する。 （図３）に示した輪郭勾配検出回路で検出された勾配判
定結果およびトリガパルスは（図１）において領域設定
回路１５０に供給される。

【００２０】高域輪郭抽出回路１２０は例えば、高域周
波数に中心周波数を持つバンドパスフィルタであり、（
図２（ｉ））に示すように急峻な輪郭の補正に適した輪
郭補正成分を抽出する。また低域輪郭抽出回路１３０は
高域輪郭抽出回路１２０と比べて低域周波数に中心周波
数を持つバンドパスフィルタであり、（図２（ｋ））に
示すようになだらかな輪郭の補正に適した輪郭補正成分
を抽出する。抽出された輪郭補正成分は出力選択回路１
６０、輪郭領域検出回路１４０ａおよび１４０ｂにそれ
ぞれ供給される。

【００２１】輪郭領域検出回路１４０ａおよび１４０ｂ
は例えば（図４）に示す回路で構成される。（図４）に
おいて１４１は絶対値回路、１４２は比較器である。輪
郭領域検出回路１４０ａおよび１４０ｂに入力された輪
郭成分は絶対値回路１４１により絶対値化されて比較器
１４２に入力される。比較器１４２において閾値と比較
され閾値より大きい場合は例えば論理値で”１”を出力
し閾値より小さい場合は論理値で”０”を出力する。

【００２２】したがって（図１）において高域輪郭抽出
回路１２０からの輪郭成分（（図２（ｉ））が供給され
る輪郭領域検出回路１４０ａからは（図２（ｊ））に示
す比較結果が出力される。同様に低域輪郭抽出回路１３
０からの輪郭成分（（図２（ｋ））が供給される輪郭領
域検出回路１４０ｂからは（図２（ｌ））に示す比較結
果が出力される。（図２（ｊ）（ｌ））で論理値が”１
”の部分は輪郭補正成分が存在する領域を示している。 （図１）において輪郭領域検出回路１４０ａおよび１４
０ｂの出力信号は領域設定回路１５０に供給される。

【００２３】領域設定回路１５０は例えば（図５）に示
す回路で構成される。（図５）において１５１は出力選
択回路、１５２はラッチ回路である。ラッチ回路１５２
はＣＫ入力に供給される信号の立ち上がり（論理値が”
０”から”１”に変化するタイミング）で入力データＤ
を取り込み、ＣＬＲ入力に供給される信号の立ち下がり
（論理値が”１”から”０”に変化するタイミング）で
出力Ｑをクリア（値を零）する。

【００２４】（図５）において高域輪郭領域信号（（図
２（ｊ））と低域輪郭領域信号（（図２（ｌ）））は出
力選択回路１５１に供給されている。出力選択回路１５
１の制御端子には勾配判定信号（（図２（ｈ））が供給
されている。出力選択回路１５１では勾配判定信号に従
って出力を切り替える。例えば勾配判定信号が符号”１
”の場合は高域輪郭領域信号を選択する。符号”２”の
場合は低域輪郭領域信号を選択する。また符号”０”の
場合は論理値で”０”を出力する。

【００２５】したがって出力選択回路１５１の出力とし
て（図２（ｍ））に示すクリア信号が得られ、ラッチ回
路１５２のＣＬＲ入力に供給されている。一方ラッチ回
路１５２のデータ入力Ｄには勾配判定信号（（図２（ｈ
））が供給されている。またＣＫ入力にはトリガパルス
（（図２（ｆ））が供給されている。ラッチ回路１５２
ではトリガパルスの立ち上がりタイミングで勾配判定信
号が取り込まれクリア信号の立ち下がりタイミングで出
力Ｑをクリアする。したがってラッチ回路１５２の出力
Ｑとして（図２（ｎ））に示す領域判定信号が得られる
。

【００２６】（図１）において領域判定信号は出力選択
回路１６０の制御端子に供給される。出力選択回路１６
０の入力端子には上述した様に高域輪郭補正成分（図２
（ｉ））および低域輪郭補正成分（図２（ｋ））がそれ
ぞれ供給されている。出力選択回路１６０では制御端子
に供給された領域判定信号の符号にしたがって”１”の
場合は高域輪郭補正成分を、”２”の場合は低域輪郭補
正成分をそれぞれ選択して出力する。また”０”の場合
は零を出力する。

【００２７】したがって出力選択回路１６０の出力信号
としてポストエッジを補正するための輪郭補正成分（図
２（ｏ））を得る。ここで得られた輪郭補正成分は輪郭
の遷移領域の半値位置を境界とするポストエッジ補正成
分である。ポストエッジ補正成分はタイミング調整器３
０ａでタイミング調整された後、加算器４０ｂの片方の
入力端子に供給される。次にプリエッジ補正成分の抽出
について説明する。

【００２８】入力端子１に供給された映像信号は時間軸
反転回路３００ａに供給されている。時間軸反転回路３
００ａおよび３００ｂは１ライン分の映像信号を書き込
んだのち、これを上記書き込みとは逆の順序で読み出す
ラインメモリから構成される。したがって時間軸反転回
路３００ａの出力信号として（図２（ｐ））に示すよう
に１ライン内で時間軸が反転された信号が得られる。時
間軸が反転された信号はプリエッジ処理回路２００に供
給される。プリエッジ処理回路２００はポストエッジ処
理回路１００と同じ回路で構成される。

【００２９】したがって出力信号として（図２（ｑ））
に示すように時間軸反転したプリエッジ補正信号が得ら
れ、再び時間軸反転回路３００ｂで時間軸が反転され正
しい時間軸に戻され、出力信号として（図２（ｒ））に
示すようにプリエッジ補正信号が得られる。プリエッジ
補正信号は加算器４０ｂのもう一方の入力端子に供給さ
れており、加算器４０ｂにおいてポストエッジ補正信号
（図２（ｓ））と加算されプリおよびポスト両方を含ん
だ輪郭補正信号（図２（ｔ））を得る。輪郭補正信号は
ゲインコントローラ２０で任意の振幅に調整された後、
加算器４０ａの一方の入力端子に供給される。加算器４
０ａのもう一方の入力端子にはタイミング調整器３０で
タイミング調整されたもとの入力映像信号が供給されて
おり加算器４０ａの加算結果として（図２（ｕ））に示
すように輪郭の勾配の大きさに応じて適応的に輪郭補正
された映像信号が得られる。

【００３０】以上のように本発明の実施例によれば画像
の輪郭の勾配を検出し、検出された勾配の大きさにした
がって輪郭補正成分を選択するため、勾配の大きい急峻
な輪郭に対しては幅の狭い急峻な輪郭補正を施すことが
できる。また勾配が小さいなだらかな輪郭に対しては幅
の広いなだらかな輪郭補正を施すことができる。

【００３１】なお、高域と低域の２種類の輪郭抽出回路
での切り替えを示したが、これに限ったことではなくこ
れ以上に複数個の輪郭抽出回路を用いてもよく、より多
様な勾配に対しても対応できる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、入力映像信号の
輪郭補正成分を抽出する第１の輪郭補正成分抽出手段と
、入力映像信号を時間軸反転する第１の時間軸反転手段
と、前記第１の時間軸反転手段からの信号を入力とする
第２の輪郭補正成分抽出手段と、第２の輪郭補正成分抽
出手段からの信号を入力とする第２の時間軸反転手段と
、前記第１の輪郭抽出手段と第２の時間軸反転手段から
の出力信号を加算する手段とを備えたものであり、第１
の輪郭補正成分抽出手段および第２の輪郭補正成分抽出
手段では、入力映像信号を一次微分する一次微分手段と
、入力映像信号を二次微分する二次微分手段と、入力映
像信号の輪郭補正成分を抽出する複数の高域通過型瀘波
手段と、前記複数の高域通過型瀘波手段の出力信号を選
択する選択手段と、前記一次微分手段および二次微分手
段および複数の高域通過型瀘波手段からの信号を入力と
する論理演算手段と備え、前記論理演算手段からの出力
信号で前記選択手段を制御するように構成することによ
り、映像信号の勾配の大きさを検出し、勾配の大きさに
従って最適な輪郭補正成分を選択するため、高品質な輪
郭補正を行うことができる優れた輪郭補正装置を実現で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における輪郭補正装置の構成
図である。

【図２】本発明の一実施例の動作を説明するための波形
図である。

【図３】輪郭勾配検出回路の構成図である。

【図４】輪郭領域検出回路の構成図である。

【図５】領域設定回路の構成図である。

【図６】従来例における輪郭補正装置の構成図である。

【図７】従来例における輪郭補正装置の動作を説明する
ための波形図である。

【図８】従来例における輪郭補正装置の問題点を説明す
るための波形図である。

【符号の説明】

１　　入力端子 ２　　出力端子 ２０　　ゲインコントローラ ３０　　タイミング調整器 ４０　　加算器 １００　　ポストエッジ処理回路 ２００　　プリエッジ処理回路 ３００　　時間軸反転回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像の輪郭を強調する輪郭補正装置で
   あって、入力映像信号の輪郭補正成分を抽出する第１の
   輪郭補正成分抽出手段と、入力映像信号を時間軸反転す
   る第１の時間軸反転手段と、前記第１の時間軸反転手段
   からの信号を入力とする第２の輪郭補正成分抽出手段と
   、前記第２の輪郭補正成分抽出手段からの信号を入力と
   する第２の時間軸反転手段と、前記第１の輪郭補正成分
   抽出手段と前記第２の時間軸反転手段からの出力信号を
   加算する加算器とを備え、前記加算器の出力信号を輪郭
   補正信号とすることを特徴とする輪郭補正装置。
2. 【請求項２】　　第１の輪郭補正成分抽出手段および第
   ２の輪郭補正成分抽出手段は、入力映像信号を一次微分
   する一次微分手段と、入力映像信号を二次微分する二次
   微分手段と、入力映像信号の輪郭補正成分を抽出する通
   過帯域の異なる複数の瀘波手段と、前記複数の瀘波手段
   の出力信号を選択する選択手段と、前記一次微分手段お
   よび前記二次微分手段および前記複数の瀘波手段からの
   信号を入力とする論理演算手段とを備え、前記論理演算
   手段からの出力信号で前記選択手段を制御することを特
   徴とする請求項１記載の輪郭補正装置。
3. 【請求項３】　　論理演算手段は、二次微分信号の零ク
   ロス点を検出する手段と、前記検出された零クロス点に
   おける一次微分信号の振幅を検出する手段と、前記検出
   された振幅をもとに輪郭の勾配の大きさを判定する手段
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載の輪郭補正装
   置。