JPH05130455A - Picture quality improving device - Google Patents

Picture quality improving device

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JPH05130455A
JPH05130455A JP3313605A JP31360591A JPH05130455A JP H05130455 A JPH05130455 A JP H05130455A JP 3313605 A JP3313605 A JP 3313605A JP 31360591 A JP31360591 A JP 31360591A JP H05130455 A JPH05130455 A JP H05130455A
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waveform
edge
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Shigehiro Ito
茂広 伊藤
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a picture quality improving device suitable for a video equipment, capable of adding an edge emphasis component to a slope of an input signal in a natural form without giving a sense of incongruity to a viewer and adjusting the degree of edge emphasis, and easy to employ a digital circuit. CONSTITUTION:A waveform synthesizer 1-3 implements amplitude synthesis, phase synthesis and phase nonlinear processing based on outputs Sb, Sc of an orthogonal high pass filter 1-1 and an in-phase high pass filter 1-2 to obtain a signal Se resulting from making a waveform changing part of the signal Sc steep. A subtractor 1-4 subtracts the signal Sc from the signal Se to obtain an edge emphasis component Sg. The edge emphasis component Sg is added to an edge of the input signal Sa by an adder 1-5 to obtain an output signal Sh subject to sure edge emphasis.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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 )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、波形
の変化部即ち波形エッジを急峻化することで画質を改善
するが、観賞者に違和感を与えることなく自然な形で、
再生画像の鮮鋭度及び解像度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。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a television (TV).
The present invention relates to an image quality improving device suitable for various video devices such as a receiver and a video tape recorder (VTR), and various image processing devices for handling image data. Then, the present invention improves the image quality by sharpening the changing portion of the waveform, that is, the waveform edge, but in a natural form without giving discomfort to the viewer.
An object of the present invention is to provide an image quality improving device capable of improving the sharpness and resolution of a reproduced image.

【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
による輪郭補正では、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る。従って、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、期待する程の画質
改善効果がなく、また、再生画像のエッジ部分に白黒の
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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the contour correction used for improving the image quality, the contour correction component is obtained by quadratic differential processing,
This correction component is added to the original signal in an appropriate amount. In the contour correction by this method, the secondary differential waveform, which is the contour correction component, has a peak considerably outside the midpoint of the waveform change portion (edge portion) of the original signal. Therefore, if this second-order differential waveform is added to the original signal, preshoot or overshoot may occur, which does not have the expected image quality improvement effect, and black-and-white edging is possible at the edge portion of the reproduced image. This may result in unnatural contour correction.

【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、滑らか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、かつ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、IC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。
SUMMARY OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is to perform pre-processing by edge enhancement by smoothly adding a waveform step at the midpoint position of the waveform change portion (edge portion) of the original signal. It is possible to prevent unnatural contour correction due to shoots and overshoots, improve the sharpness and resolution in a natural manner without giving a sense of discomfort to the viewer, and an image quality improving device suitable for IC integration. In order to do so, what kind of 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の信号を出力する直交高域濾波器と、前記
第1の信号が供給され、第3の信号を出力する同相高域
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る振幅
値と位相値とを用いた非線形処理により、前記第3の信
号の波形エッジを急峻化した第4の信号を出力する波形
合成器と、前記第1、第3及び第4の信号が供給され、
前記第1の信号の一部である前記第3の信号を前記第4
の信号と入れ替えることにより、前記第1の信号の波形
エッジが強調された出力信号を得る加減算器とより構成
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。
In order to solve the above problems, the present invention provides a quadrature high-pass filter which is supplied with a first signal as an input signal and outputs a second signal, and An in-phase high-pass filter that is supplied with a first signal and outputs a third signal; and the second and third signals are supplied, and
A waveform synthesizer for outputting a fourth signal having a steepened waveform edge of the third signal by non-linear processing using an amplitude value and a phase value obtained by vector-synthesizing two signals; , Third and fourth signals are provided,
The third signal, which is a part of the first signal, is converted into the fourth signal.
And an adder / subtractor that obtains an output signal in which the waveform edge of the first signal is emphasized by replacing the signal of FIG.

【0005】[0005]

【実施例】本発明は、特に位相に非線形処理(非線形位
相変換処理)を施すことにより、元の信号の波形変化部
(エッジ部)を急峻化し、画質改善を図ったものであ
る。図1に、この発明の画質改善装置の第1及び第2実
施例(共に、請求項2に対応する非線形処理を用いたも
の)を示す。また、図2及び図5〜図10はその動作説
明図、図3及び図4は波形合成器の具体的な構成例を示
す図である。動作説明図では、便宜上、簡略化した模擬
的な表現法も採用してある。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、信号波形をアナログ波形として示すも
のとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is intended to improve the image quality by sharpening the waveform changing portion (edge portion) of the original signal by performing nonlinear processing (nonlinear phase conversion processing) on the phase. FIG. 1 shows the first and second embodiments of the image quality improving apparatus of the present invention (both using the non-linear processing corresponding to claim 2). 2 and 5 to 10 are diagrams for explaining the operation thereof, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing a specific configuration example of the waveform synthesizer. In the operation explanatory diagram, a simplified simulated expression method is also used for convenience. Further, even when a digital circuit is taken as a specific circuit example, the signal waveform is shown as an analog waveform in order to make the explanation of the operation thereof easy to understand.

【0006】図1(a)に示す第1実施例において、1
−1は直交高域濾波器、1−2は同相高域濾波器、1−
3は波形合成器、1−4は減算器、そして1−5は加算
器である。これらが本発明の基本構成である。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、説明上必要な場合を除いて省略するもの
とする。この画質改善装置の扱う入力信号の例として
は、テレビジョンの輝度信号、色信号、RGB信号等を
想定している。従って、上限が4MHz迄の周波数成分
を有する入力信号に対し、以下での処理で信号波形の傾
斜部に非線形処理を施し、周波数帯域4MHzを越える
成分を付加して急峻化することでエッジ強調を行ってい
る。
In the first embodiment shown in FIG. 1A, 1
-1 is a quadrature high-pass filter, 1-2 is an in-phase high-pass filter, 1-
3 is a waveform synthesizer, 1-4 is a subtracter, and 1-5 is an adder. These are the basic configurations of the present invention. For convenience of explanation, signal delay due to processing time of each circuit itself,
Also, a delay circuit or the like normally used only for simply correcting the delay will be omitted except where it is necessary for explanation. As an example of the input signal handled by this image quality improving apparatus, a television luminance signal, a color signal, an RGB signal, etc. are assumed. Therefore, for an input signal having a frequency component with an upper limit of 4 MHz, nonlinear processing is performed on the slope portion of the signal waveform by the following processing, and a component exceeding the frequency band of 4 MHz is added to sharpen the edge to enhance the edge. Is going.

【0007】まず、本発明の基本動作を説明するため
に、ラインL1から入来する入力信号Saとして、図5
(a)に示すような余弦波の1サイクルの信号を用い
る。これは上限周波数f2(約4MHz)で帯域制限さ
れた輝度信号の一例であり、振幅が1の波形である。横
軸は説明の便宜上、位相θで表しているが、次式
First, in order to explain the basic operation of the present invention, the input signal Sa coming from the line L1 is shown in FIG.
A signal of one cycle of a cosine wave as shown in (a) is used. This is an example of a luminance signal band-limited by the upper limit frequency f2 (about 4 MHz), and has a waveform with an amplitude of 1. The horizontal axis is represented by the phase θ for convenience of explanation.

【0008】[0008]

【数1】 [Equation 1]

【0009】と同じ意味である。この時の余弦波の周波
数の値として、とりあえず2MHz程度を考える。入力
信号Saは、まず直交高域濾波器1−1に供給される。
この直交高域濾波器の特性は、は図2(a)及び(c)
に示すような特性である。図2(a)に示す周波数特性
は、虚数部が次式で表され、
It has the same meaning as. As the value of the frequency of the cosine wave at this time, consider about 2 MHz for the time being. The input signal Sa is first supplied to the quadrature high-pass filter 1-1.
The characteristics of this orthogonal high-pass filter are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (c).
The characteristics are as shown in. In the frequency characteristic shown in FIG. 2A, the imaginary part is represented by the following equation,

【0010】[0010]

【数2】 [Equation 2]

【0011】実数部が0となる。そのインパルス応答は
図2(c)のような微分性の特性であり、信号Saに対
して直交、即ちπ/2の位相差を有している。このよう
な直交高域濾波器1−1を実現するには、アナログ回路
またはディジタル回路による、例えば図2(c)のイン
パルス応答を係数値とする原点対称型のトランスバーサ
ルフィルターなどが用いられる。直交高域濾波器1−1
の出力波形Sbは図5(b)のような正弦波になる。一
方、入力信号Saは、同相高域濾波器1−2にも供給さ
れる。同相高域濾波器の特性は、図2(b)及び(d)
に示すような特性である。図2(b)に示す周波数特性
は、実数部が次式で表され、
The real part becomes 0. The impulse response has a differential characteristic as shown in FIG. 2C, and has a phase difference of π / 2, which is orthogonal to the signal Sa. In order to realize such a quadrature high-pass filter 1-1, a transversal filter of an origin symmetric type, which uses an analog circuit or a digital circuit and has the impulse response of FIG. 2C as a coefficient value, is used. Orthogonal high-pass filter 1-1
Output waveform Sb becomes a sine wave as shown in FIG. On the other hand, the input signal Sa is also supplied to the in-phase high-pass filter 1-2. The characteristics of the in-phase high-pass filter are shown in FIGS. 2 (b) and 2 (d).
The characteristics are as shown in. In the frequency characteristic shown in FIG. 2B, the real part is represented by the following equation,

【0012】[0012]

【数3】 [Equation 3]

【0013】虚数部は0である。そのインパルス応答は
図2(d)のような高域濾波特性であり、信号Saに対
して同位相である。このような同相高域濾波器1−2を
実現するには、アナログ回路またはディジタル回路によ
り、例えば図2(d)のインパルス応答のように、時間
=0の軸に対称な係数値を持つトランスバーサルフィル
ターなどが用いられる。同相高域濾波器1−2の出力波
形Scは図5(c)のように信号Saと同一の余弦波に
なる。直交高域濾波器1−1と同相高域濾波器1−2と
は、振幅特性G(f)が同一で、その特性は次式のよう
に表され、
The imaginary part is 0. The impulse response has a high-pass filtering characteristic as shown in FIG. 2D and is in phase with the signal Sa. To realize such an in-phase high-pass filter 1-2, an analog circuit or a digital circuit is used to form a transformer having a coefficient value symmetrical with respect to the axis of time = 0, as in the impulse response of FIG. A Versal filter or the like is used. The output waveform Sc of the in-phase high-pass filter 1-2 has the same cosine wave as the signal Sa as shown in FIG. 5C. The quadrature high-pass filter 1-1 and the in-phase high-pass filter 1-2 have the same amplitude characteristic G (f), and the characteristic is expressed by the following equation,

【0014】[0014]

【数4】 [Equation 4]

【0015】直交高域濾波器1−1と同相高域濾波器1
−2とは、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(a)に示す特性は、虚数部に値を
持つ高域濾波器の特性であるので、その特性を有するも
のを直交高域濾波器と呼ぶことにした。また、図2
(b)に示す特性は、実数部に値を持つ高域濾波器の特
性であるので、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。図2(a),(b)に示す特性を、
f=0〜f1(1.25MHz)の範囲で直線状に値が
大きくなり、f=f1〜f2(4MHz)の範囲で一定
値になるように設定したのは、テレビジョンのVSB
(残留側波帯)伝送特性を考慮したためであるが、結果
的にはこの設定は、本発明には好適であった。図1
(a)にもどって、次段の波形合成器1−3には、直交
高域濾波器1−1及び同相高域濾波器1−2の各出力信
号Sb、Scが供給される。ここではまず、2つの信号
Sb、Scを、図2(f)に示すように、Sbを直交成
分であることから縦軸に、そしてScを同相成分である
ことから横軸に配置する。そして、次式に示す直交成分
と同相成分とのベクトル合成により、
The quadrature high-pass filter 1-1 and the in-phase high-pass filter 1
-2 has a characteristic that the phases are different from each other by π / 2 and that they are orthogonal to each other. Since the characteristic shown in FIG. 2A is the characteristic of a high-pass filter having a value in the imaginary part, the one having the characteristic is called an orthogonal high-pass filter. Also, FIG.
The characteristic shown in (b) is the characteristic of a high-pass filter having a value in the real part, so that the one having that characteristic is called an in-phase high-pass filter. The characteristics shown in FIGS. 2A and 2B are
The VSB of the television is set so that the value increases linearly in the range of f = 0 to f1 (1.25 MHz) and becomes a constant value in the range of f = f1 to f2 (4 MHz).
This is because the (residual sideband) transmission characteristics were taken into consideration, but as a result, this setting was suitable for the present invention. Figure 1
Returning to (a), the output signals Sb and Sc of the quadrature high-pass filter 1-1 and the in-phase high-pass filter 1-2 are supplied to the waveform synthesizer 1-3 at the next stage. Here, first, as shown in FIG. 2F, the two signals Sb and Sc are arranged on the vertical axis because Sb is a quadrature component and on the horizontal axis because Sc is an in-phase component. Then, by vector composition of the quadrature component and the in-phase component shown in the following equation,

【0016】[0016]

【数5】 [Equation 5]

【0017】合成振幅として、2つの信号Sb、Scの
2乗和の平方根Sdが求められる。図5(d)が信号S
dの波形図である。信号Sdはこの例では1であるが、
当然のことながら、負の値にはならない。図2(f)か
ら、合成位相θi も次式、
As the combined amplitude, the square root Sd of the sum of squares of the two signals Sb and Sc is obtained. The signal S is shown in FIG.
It is a wave form diagram of d. The signal Sd is 1 in this example,
Naturally, it will not be negative. From FIG. 2 (f), the combined phase θi is

【0018】[0018]

【数6】 [Equation 6]

【0019】で求められる。位相θi の値は、通常−π
/2〜π/2の範囲で計算される。また、図5の横軸の
θと合成位相θi との極性は逆の関係になる。即ち、θ
i =−θである。次に、この位相θi の絶対値を求める
と、0〜π/2の範囲の値となり、図5(e)のように
なる。さらに、この絶対値化された位相値を、最大値π
/2を基準にα(ここではα=4)乗すると、図5
(f)のように横軸の±π/2の位置にピークが集中す
るような波形になる。横軸の±π/2の位置は、図5
(a)に示す入力信号Saの波形変化部のほぼ中点位置
である。このような非線形処理を行う位相値θi と合成
振幅Sd及び信号Scを用いて、出力Seを得る波形合
成器1−3の動作を式で表すと、次式のように成る。
It is calculated by The value of the phase θi is usually −π
It is calculated in the range of / 2 to π / 2. Further, the polarities of θ on the horizontal axis of FIG. 5 and the combined phase θi have an inverse relationship. That is, θ
i = −θ. Next, when the absolute value of this phase θi is obtained, it becomes a value in the range of 0 to π / 2, as shown in FIG. 5 (e). Furthermore, the absolute phase value is converted into the maximum value π
When the power of α (here, α = 4) is used with reference to / 2,
As in (f), the waveform is such that peaks are concentrated at positions of ± π / 2 on the horizontal axis. The position of ± π / 2 on the horizontal axis is shown in FIG.
It is almost at the midpoint position of the waveform changing portion of the input signal Sa shown in (a). The operation of the waveform synthesizer 1-3 that obtains the output Se using the phase value θi, the combined amplitude Sd, and the signal Sc that perform such non-linear processing is represented by the following expression.

【0020】[0020]

【数7】 [Equation 7]

【0021】出力Seの波形図を図5(g)に示す。図
に示すように信号Seは、信号Scの立ち上がり及び立
ち下がり部が急峻化された波形である。図5(f)に示
すように、非線形処理による新たな位相値θo は、元の
位相値θi の0付近では、0に近い値の領域が広がり、
元の位相値θi の±π/2付近では、新たな位相値θo
は、急激にπ/2に集中する。従って、図5(g)に示
すように、この新しい位相値θo を基にした信号Se
は、横軸のθが0付近の信号値(この場合は1付近の
値)の領域が広がり、横軸のθが±π/2に近付くにつ
れ、急激に位相値θo が変化しているので、その信号値
も急激に変化する。よって、信号Seは、信号Scの立
ち上がり及び立ち下がり部が急峻化された波形となる
(立ち上がり及び立ち下がり部のほぼ中点の位置の位相
値θi が±π/2である。)。このとき、信号Seの零
クロス点は、信号Scの零クロス点からずれていないの
で、元の信号である信号Scの位相情報(即ち、信号S
aの位相情報)が、非線形処理後も保存される。零クロ
ス点は図5中に丸印で示した。振幅合成器1−3の具体
的な構成法を図3及び図4の例を用いて説明する。ま
ず、図3に波形合成器の基本要素ブロックの構成例をい
くつか示す。図3(a)は合成振幅Sdと合成位相θi
を得るための構成例であり、機能的に4つのブロック
(3−1〜3−4)からなっている。ブロック3−1で
は入力信号Sb,Scから、前記数6の位相角θi を求
め、ブロック3−2で入力信号Sb及び位相角θi から
次式に示すような直交成分の寄与分、
A waveform diagram of the output Se is shown in FIG. As shown in the figure, the signal Se has a waveform in which the rising and falling portions of the signal Sc are steepened. As shown in FIG. 5 (f), the new phase value θo obtained by the non-linear processing has a region close to 0 near the original phase value θi of 0.
In the vicinity of ± π / 2 of the original phase value θi, the new phase value θo
Rapidly concentrates on π / 2. Therefore, as shown in FIG. 5 (g), the signal Se based on this new phase value θo
Indicates that the phase value θo changes abruptly as the signal value around θ on the horizontal axis approaches 0 (value near 1 in this case), and θ on the horizontal axis approaches ± π / 2. , Its signal value also changes rapidly. Therefore, the signal Se has a waveform in which the rising and falling portions of the signal Sc are steepened (the phase value θi at the position of the substantially midpoint of the rising and falling portions is ± π / 2). At this time, since the zero cross point of the signal Se is not displaced from the zero cross point of the signal Sc, the phase information of the original signal Sc (that is, the signal S
The phase information of a) is preserved even after the non-linear processing. Zero cross points are indicated by circles in FIG. A specific configuration method of the amplitude synthesizer 1-3 will be described using the examples of FIGS. 3 and 4. First, FIG. 3 shows some configuration examples of basic element blocks of the waveform synthesizer. FIG. 3A shows the combined amplitude Sd and the combined phase θi.
This is an example of a configuration for obtaining the above, and is functionally composed of four blocks (3-1 to 3-4). In block 3-1, the phase angle θi of the equation 6 is obtained from the input signals Sb and Sc, and in block 3-2, the contribution of the orthogonal component as shown in the following equation from the input signal Sb and the phase angle θi,

【0022】[0022]

【数8】 [Equation 8]

【0023】を求め、ブロック3−3では入力信号Sc
及び位相角θi から次式に示すような同相成分の寄与
分、
## EQU3 ## In block 3-3, the input signal Sc
And the phase angle θi, the contribution of the in-phase component as shown in the following equation,

【0024】[0024]

【数9】 [Equation 9]

【0025】を求め、ブロック3−4の加算器で、ブロ
ック3−2,3−3からの信号を加算合成して、数5に
示すような出力Sdを得ている。これらをディジタル回
路で構成する場合は、ブロック3−1〜3−3は、予想
される全ての入力データに対する出力値を、予め計算し
てROMなどに書き込んで置き、これを参照して出力を
得るテーブルルックアップ方式などで実現される。
Then, the adder of the block 3-4 adds and synthesizes the signals from the blocks 3-2 and 3-3 to obtain the output Sd as shown in the equation (5). When these are configured by digital circuits, the blocks 3-1 to 3-3 preliminarily calculate output values for all expected input data and write them in a ROM or the like, and refer to this to output. It is realized by a table lookup method or the like.

【0026】図3(b)は合成振幅Sdを得るためのも
う1つの例であるが、機能的に4つのブロックから構成
されている。ブロック3−5,3−6は乗算器であり、
それぞれ入力信号Sb,Scの2乗値Sb2 とSc2
求める。ブロック3−7の加算器でその2乗値は合成さ
れ、ブロック3−8で平方根が求められ、出力としてS
dが得られる。このような構成はディジタル、アナログ
どちらの回路でも実現できるが、ディジタル回路の場合
はブロック3−8はやはりROMなどが使用される。図
3(c)は信号Sdと信号Scとから、位相θi とSc
の極性を表す信号を求める回路構成である。ブロック3
−9では入力される信号SdとScから、次式のように
して、
FIG. 3B shows another example for obtaining the combined amplitude Sd, which is functionally composed of four blocks. Blocks 3-5 and 3-6 are multipliers,
The squared values Sb 2 and Sc 2 of the input signals Sb and Sc are obtained, respectively. The squared values are combined by the adder in block 3-7, the square root is obtained in block 3-8, and S is output.
d is obtained. Such a structure can be realized by either a digital circuit or an analog circuit, but in the case of a digital circuit, the block 3-8 also uses a ROM or the like. FIG. 3C shows the phases θi and Sc from the signals Sd and Sc.
2 is a circuit configuration for obtaining a signal indicating the polarity of. Block 3
At -9, from the input signals Sd and Sc,

【0027】[0027]

【数10】 [Equation 10]

【0028】位相θi を求めている。式のカッコの中が
正の値であることから、求められるθi の値はπ/2以
下の正の値である。ブロック3−10では信号Scの
負、零、正の値に対応して、各々−1、0、1のような
極性を表す信号sgn(Sc)を出力する。図4に図3
の構成要素を組み合わせて、波形合成器を構成した2つ
の例を示す。図4(a)は5つのブロックから成ってい
る。ブロック4−1には信号SbとScが入力され、そ
のブロック4−1内は図3(b)のような構成であり、
信号Sdが得られる。ブロック4−2には信号SdとS
cが入力され、そのブロック4−2内は図3(c)のよ
うな構成であり、合成位相θi が得られる。ブロック4
−3にはSdとθi が入力され、次式のような位相に関
する非線形処理が行われる。
The phase θi is obtained. Since the value in the parentheses in the formula is a positive value, the obtained value of θi is a positive value of π / 2 or less. A block 3-10 outputs a signal sgn (Sc) representing a polarity such as -1, 0, 1 corresponding to the negative, zero, and positive values of the signal Sc. 3 in FIG.
Two examples will be shown in which the waveform synthesizer is configured by combining the above components. FIG. 4A is composed of five blocks. The signals Sb and Sc are input to the block 4-1, and the inside of the block 4-1 has a configuration as shown in FIG.
The signal Sd is obtained. In block 4-2, the signals Sd and S
c is input, and the inside of the block 4-2 has a structure as shown in FIG. 3C, and the combined phase .theta.i is obtained. Block 4
Sd and .theta.i are input to -3, and a nonlinear process relating to the phase is performed as in the following equation.

【0029】[0029]

【数11】 [Equation 11]

【0030】ブロック4−4は図3のブロック3−10
と同様に、信号Scの極性を表す信号を生成している。
ブロック4−5は乗算器であり、ブロック4−3及び4
−4からの信号の積をとって、信号Seを得ている。図
4(a)の処理を式にまとめると次のようになる。
Block 4-4 is block 3-10 of FIG.
Similarly, the signal indicating the polarity of the signal Sc is generated.
Block 4-5 is a multiplier and blocks 4-3 and 4
The signal Se from -4 is taken to obtain the signal Se. The processing of FIG. 4 (a) can be summarized as an expression as follows.

【0031】[0031]

【数12】 [Equation 12]

【0032】次に、図4(b)に示す波形合成器は、7
つのブロック(4−6〜4−12)から成っている。こ
の中の初めの各ブロック4−6〜4−9は、図3(a)
のブロック3−1〜3−4と同じであり、入力される信
号SbとScとからここで合成振幅Sd及び合成位相θ
i が求められ、ブロック4−10に加えられる。ブロッ
ク4−10ではブロック4−3同様、次式のような非線
形処理が行われる。
Next, the waveform synthesizer shown in FIG.
It consists of two blocks (4-6 to 4-12). Each of the first blocks 4-6 to 4-9 in FIG.
Is the same as the blocks 3-1 to 3-4 of FIG.
i is determined and added to blocks 4-10. In block 4-10, as in block 4-3, non-linear processing such as the following equation is performed.

【0033】[0033]

【数13】 [Equation 13]

【0034】ブロック4−6からの位相θi の値は−π
/2〜π/2の範囲の値をとりうるので、その絶対値化
の処理が必要になる。ブロック4−11はブロック3−
9と同じものであり、信号Scの極性信号を出力する。
最後のブロック4−12はブロック4−5と同じ乗算器
であり、ブロック4−10とブロック4−11とから加
えられる信号の積をとり、出力Seを得ている。図4
(b)に示す波形合成器の処理を式にまとめると次のよ
うになる。
The value of the phase .theta.i from block 4-6 is -.pi.
Since it can take a value in the range of / 2 to π / 2, the absolute value conversion process is required. Block 4-11 is block 3-
It outputs the polarity signal of the signal Sc.
The last block 4-12 is the same multiplier as the block 4-5, and takes the product of the signals added from the block 4-10 and the block 4-11 to obtain the output Se. Figure 4
The processing of the waveform synthesizer shown in (b) can be summarized into the following equation.

【0035】[0035]

【数14】 [Equation 14]

【0036】このように、ブロック1−3の波形合成器
では、信号SbとScとにより、信号Scの波形変化部
をより急峻化した信号Seをもとめているが、非線形処
理(図4に示すブロック4−3及び4−10での処理)
の中で、実数パラメータαが用いられている。この非線
形処理は位相に対して行われるが、入力位相をθi 出力
位相をθo として、次式のように表される。
As described above, in the waveform synthesizer of the block 1-3, the signal Se in which the waveform changing portion of the signal Sc is made steeper is obtained by the signals Sb and Sc, but the nonlinear processing (shown in FIG. 4 is performed. Processing in blocks 4-3 and 4-10)
, The real number parameter α is used. This non-linear processing is performed on the phase, and is represented by the following equation with the input phase θi and the output phase θo.

【0037】[0037]

【数15】 [Equation 15]

【0038】この式で、パラメータαの値を1、2、
4、8としたときの位相の変化(θiが正の範囲で求め
たもの)を図2(g)に示す。α=1のときはθo =θ
i であり、入力された位相値がそのまま出力される。α
が大きくなるにつれて、出力が出にくくなり(入力位相
をθi が大きくなっても、出力位相θo はなかなか0か
ら大きくならない)、出力位相θoの値はπ/2に集中
してくる。このことは、αが大きくなるにつれて、0位
相領域を広げるような処理をしていることを意味してい
る。即ち、αが大きくなるほど、非線形処理による新た
な位相値θo は、元の位相値θi の0付近では、0に近
い値の領域が広がり、元の位相値θi の±π/2付近で
は、新たな位相値θo は、急激にπ/2に集中すること
を意味している。ここで図1(a)にもどって、波形合
成器1−3からの信号Seと同相高域濾波器1−2から
の信号Scとが供給される次のブロック1−4は、信号
Seから信号Scを減算する働きをする減算器である。
ブロック1−4では、次式のような信号Sgが求められ
る。
In this equation, the value of the parameter α is 1, 2,
FIG. 2 (g) shows the phase change (obtained in the range where .theta.i is positive) when the values are 4 and 8. When α = 1, θo = θ
i, and the input phase value is output as is. α
As becomes larger, the output becomes difficult to output (the output phase θo does not easily increase from 0 even if the input phase becomes larger), and the value of the output phase θo concentrates on π / 2. This means that the processing is such that the 0 phase region is expanded as α increases. That is, as α becomes larger, the new phase value θo due to the non-linear processing has a range of values close to 0 near 0 of the original phase value θi, and a new phase value θo near ± π / 2 of the original phase value θi. A large phase value θo means that it is rapidly concentrated in π / 2. Here, returning to FIG. 1A, the next block 1-4 to which the signal Se from the waveform synthesizer 1-3 and the signal Sc from the in-phase high-pass filter 1-2 are supplied is the signal Se from the signal Se. It is a subtractor that functions to subtract the signal Sc.
In block 1-4, a signal Sg represented by the following equation is obtained.

【0039】[0039]

【数16】 [Equation 16]

【0040】この信号Sgはエッジ強調成分であり、図
5(h)にその波形を示す。前述の数16からも分かる
ように、この信号Sgは信号SeとScとの差から求め
られており、信号Scの代わりにエッジ強調された信号
Seを入れ換える処理をするために、これらの信号間の
差を求めていることになる。図1(a)の最後のブロッ
ク1−5は加算器であり、次式のように入力信号Saに
エッジ強調信号Sgを加算合成して、出力信号Shを求
めている。
This signal Sg is an edge enhancement component, and its waveform is shown in FIG. 5 (h). As can be seen from the above Expression 16, this signal Sg is obtained from the difference between the signals Se and Sc, and in order to perform the process of replacing the signal Sc with the edge enhancement, instead of the signal Sc, the signal Sg between these signals is changed. You are seeking the difference between. The last block 1-5 in FIG. 1A is an adder, which calculates an output signal Sh by adding and synthesizing the edge emphasis signal Sg to the input signal Sa as in the following equation.

【0041】[0041]

【数17】 [Equation 17]

【0042】図5(i)が出力ラインL2から出力され
るこの信号Shの波形図である。図5(a)に示す本装
置への入力信号Saに比べて信号Shは、波形の変化部
が急峻化されており、エッジ強調がなされている。ま
た、その強調の度合は、特に不自然なプリシュートやオ
ーバーシュートが付加されず、自然な形でかつ滑らかで
あり、この滑らかなエッジ(即ち波形傾斜部)の急峻化
が、本装置の特徴である。図5では信号の位相変化を操
作する様子を理解しやすくするために、横軸を位相値θ
で表してきたが、次に横軸を時間軸とする動作波形図を
用いて各ブロックの動作を見ることにする。図7は入力
信号Saが2MHzの正弦波の例であり、図5を時間軸
上に書き直した例と見てよい。但し、波形合成器1−3
のパラメータαの値は4である。図7(a)〜(g)は
各々以下のような信号である。 (a)入力信号Sa (b)直交高域濾波器1−1の出力信号Sb (c)同相高域濾波器1−2の出力信号Sc (d)波形合成器1−3の中で求められる合成振幅Sd (e)波形合成器1−3の出力信号Se (f)減算器1−4の出力として求められるエッジ強調
信号Sg (h)最終出力信号であるエッジ強調された信号Sh
FIG. 5 (i) is a waveform diagram of the signal Sh output from the output line L2. Compared to the input signal Sa to the present apparatus shown in FIG. 5 (a), the signal Sh has a steep change portion of the waveform and is edge-emphasized. In addition, the degree of emphasis is natural and smooth without any unnatural preshoot or overshoot being added. The sharpening of this smooth edge (that is, the waveform sloped portion) is a characteristic of this device. Is. In FIG. 5, in order to make it easier to understand how the phase change of the signal is manipulated, the horizontal axis represents the phase value θ.
The operation of each block will now be seen using the operation waveform diagram with the horizontal axis as the time axis. FIG. 7 shows an example in which the input signal Sa is a sine wave of 2 MHz, and can be regarded as an example in which FIG. 5 is rewritten on the time axis. However, the waveform synthesizer 1-3
The parameter α has a value of 4. 7A to 7G show the following signals, respectively. (A) Input signal Sa (b) Output signal Sb of quadrature high-pass filter 1-1 (c) Output signal Sc of in-phase high-pass filter 1-2 (d) Obtained in waveform synthesizer 1-3 Synthetic amplitude Sd (e) Output signal Se of waveform synthesizer 1-3 (f) Edge-enhanced signal Sg (h) obtained as output of subtractor 1-4 Edge-enhanced signal Sh that is the final output signal

【0043】図8は入力信号Saがステップ波形の例で
ある。これは上限周波数f2(4MHz)で帯域制限さ
れた輝度信号の例であり、振幅が1から零に変化する波
形部を、周波数0〜4MHzで100%ロールオフ特性
の低域濾波器で処理をして得られる波形である。他の条
件等は図7の場合と同一である。図8(a)〜(g)の
各波形図は図7(a)〜(g)に1対1に対応してい
る。図7及び図8からも明らかなように、最終出力信号
Shは、入力信号Saに比べて大幅に波形エッジが急峻
化されている。
FIG. 8 shows an example in which the input signal Sa has a step waveform. This is an example of a luminance signal band-limited by the upper limit frequency f2 (4 MHz), and the waveform part whose amplitude changes from 1 to 0 is processed by a low-pass filter having a 100% roll-off characteristic at a frequency of 0 to 4 MHz. It is a waveform obtained by doing. Other conditions are the same as in the case of FIG. Each of the waveform diagrams in FIGS. 8A to 8G has a one-to-one correspondence with FIGS. 7A to 7G. As is clear from FIGS. 7 and 8, the final output signal Sh has the waveform edge sharpened significantly as compared with the input signal Sa.

【0044】さらに詳しく、出力波形Shを入力波形S
aと比較すると、出力波形Shは、入力波形Saの波形
変化部(エッジ部)のほぼ中間点に滑らかな波形段差が
あり、波形変化部の傾斜が急峻化されており、的確にエ
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Sh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、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。
More specifically, the output waveform Sh is compared with the input waveform S
Compared with a, the output waveform Sh has a smooth waveform step at a substantially midpoint of the waveform changing portion (edge portion) of the input waveform Sa, the slope of the waveform changing portion is steepened, and the edge is accurately emphasized. You can see that it has a different waveform. When the output signal Sh is reproduced, a contour-corrected image can be obtained.
In addition, the edge enhancement processing of this image quality improving apparatus does not become the edge enhancement processing that exceeds the amplitude of the original signal such as preshoot and overshoot as in the conventional contour correction, but the edge enhancement processing within the amplitude of the original signal. is there. Therefore, even if a device incorporating this image quality improving device is configured with a digital circuit, the overflow problem does not occur, and the device can perform good image quality improvement.

【0045】こうして、ラインL2から出力される信号
Sh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。なお、信号Shのエッジ部の急峻さ(エ
ッジ強調の度合)は、波形合成器1−3のパラメータα
が固定値であれば、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、より急峻な
傾斜であれば、強い度合のエッジ強調が行われる。一
方、緩かな傾斜に対しては、弱い度合のエッジ強調が行
われる。さらに、図5に示すように、信号Shの零クロ
ス点(零クロス点は図5中に丸印で示した)は、信号S
aの零クロス点からずれていないので、元の信号Saの
位相情報が、非線形処理後も保存される。
In this way, the signal Sh output from the line L2 is subjected to edge enhancement, and as a result, a new sideband component is formed, and a spectrum beyond the band originally possessed by the input signal Sa is newly added. Become a signal. The addition of this new spectrum equivalently gives the viewer the impression that the resolution of the original signal has improved, and serves to improve the sharpness of the image. The steepness of the edge portion of the signal Sh (the degree of edge enhancement) is determined by the parameter α of the waveform synthesizer 1-3.
Is a fixed value, it depends on the frequency characteristic of the edge portion in the original signal before edge enhancement. If the rising portion and the falling portion (edge portion) of the original signal have a steeper slope, a strong degree of edge enhancement is performed. On the other hand, for a gentle slope, a weak degree of edge enhancement is performed. Further, as shown in FIG. 5, the zero cross point of the signal Sh (the zero cross point is indicated by a circle in FIG. 5) is the signal S.
Since it does not deviate from the zero crossing point of a, the phase information of the original signal Sa is preserved even after the non-linear processing.

【0046】このように、入力信号に付加されるエッジ
強調成分Sgは、入力信号の周波数特性に依存し、入力
信号と位相情報を含めて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。
As described above, the edge enhancement component Sg added to the input signal depends on the frequency characteristic of the input signal and has a complete correlation including the input signal and phase information. The sharpness and the resolution can be improved in a natural manner without giving a feeling of strangeness to the viewer.

【0047】次に、波形合成器1−3での非線形処理で
使用されるパラメータαの値を変えた時に、波形エッジ
がどのようになるかを2つの例で明らかにする。図9は
図8で使用したステップ波形が、入力信号Saである時
の出力信号Shの波形図である。図9(a)〜(d)で
はαの値を次のように設定して出力信号Shを求めてい
る。 (a)α=1の時のSh (b)α=2の時のSh (c)α=4の時のSh (d)α=8の時のSh 図10は図7と同じ周波数2MHzの正弦波を入力信号
Saとした時の出力信号Shの波形図である。図10
(a)〜(d)でのαの値は、各々図9(a)〜(d)
に対応して設定してある。
Next, two examples will clarify what the waveform edge looks like when the value of the parameter α used in the nonlinear processing in the waveform synthesizer 1-3 is changed. FIG. 9 is a waveform diagram of the output signal Sh when the step waveform used in FIG. 8 is the input signal Sa. In FIGS. 9A to 9D, the output signal Sh is obtained by setting the value of α as follows. (A) Sh when α = 1 (b) Sh when α = 2 (c) Sh when α = 4 (d) Sh when α = 8 FIG. 10 shows the same frequency 2 MHz as FIG. 7. FIG. 6 is a waveform diagram of an output signal Sh when a sine wave is used as an input signal Sa. Figure 10
The values of α in (a) to (d) are shown in FIGS. 9 (a) to (d), respectively.
It is set according to.

【0048】図9と図10から明らかなように、α=1
の時はエッジ強調処理は行われないが、αが1より大き
くなるにつれて、エッジ強調の度合が進み、ある程度以
上の値ではエッジ強調効果は飽和することが分かる。経
験上ではα=2〜4ぐらいのところが適当だと思われる
が、好みに合わせてαの値を調節し、エッジ強調の度合
いを最適化することができる。
As is clear from FIGS. 9 and 10, α = 1
In the case of, the edge enhancement processing is not performed, but as α becomes larger than 1, the degree of edge enhancement progresses, and it can be seen that the edge enhancement effect is saturated at a certain value or more. From experience, it seems that α = about 2 to 4 is suitable, but the value of α can be adjusted according to taste to optimize the degree of edge enhancement.

【0049】このようなエッジ強調の度合調節は、2つ
の高域濾波器1−1,1−2の出力Sb,Scの信号レ
ベルを同時に変え、等価的に信号Sgの大きさをかえる
ことによっても可能である。また、図6及び次式に示す
ような、
The edge enhancement degree is adjusted by changing the signal levels of the outputs Sb and Sc of the two high-pass filters 1-1 and 1-2 at the same time and equivalently changing the magnitude of the signal Sg. Is also possible. Further, as shown in FIG. 6 and the following equation,

【0050】[0050]

【数18】 [Equation 18]

【0051】特性の異なる何種類かの高域濾波器を切り
替えて使用することにより、エッジ強調成分の周波数特
性を変えて、設定の最適化を図ることも可能である。数
18に記載の高域濾波器(1)〜(4)は、直交及び同
相濾波器の4つの組み合わせ例を示すものである。何れ
にしても、目的に合わせた最適な周波数特性を選ぶこと
が大切である。以上のように、パラメータαの値や高域
濾波器の特性を変化させることにより、前述したエッジ
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
に依存するエッジ強調の度合いとは別に、エッジ強調の
度合いを調整できる。
It is also possible to optimize the setting by changing the frequency characteristic of the edge emphasis component by switching and using several kinds of high-pass filters having different characteristics. The high-pass filters (1) to (4) described in Eq. 18 represent four combinations of quadrature and in-phase filters. In any case, it is important to select the optimum frequency characteristic according to the purpose. As described above, by changing the value of the parameter α and the characteristics of the high-pass filter, the edge emphasis is independent of the degree of edge emphasis depending on the frequency characteristics of the edge part in the original signal before the edge emphasis described above. You can adjust the degree of emphasis.

【0052】図1(b)に第2実施例を示す。この実施
例は低い標本化周波数で標本化された入力信号に対して
も位相ずれを防止でき、デジタル回路構成に好適なもの
である。同図のブロック1−1〜1−5は、図1(a)
に示す同一ブロック番号のものと全く同じ働きをしてい
る。第2実施例で新たに付け加えられているのは、位相
調整器1−6、増幅器1−7、高域濾波器1−8、そし
て加算器1−9である。この付加ブロックに関しては、
本発明者による特許願(整理番号H03000791 ,出願日平
成3年9月30日の画質改善装置)の第22図の説明に
述べられているので、詳細な説明は省略するが、概略を
述べると以下のようになる。増幅器1−7は波形エッジ
強調信号Sgの値を増幅率β(≧1)で増幅して、出力
Siを得、この増幅率βの値を可変とし、最適なエッジ
強調効果の設定を行う目的のものであり、
FIG. 1B shows the second embodiment. This embodiment can prevent a phase shift even for an input signal sampled at a low sampling frequency, and is suitable for a digital circuit configuration. Blocks 1-1 to 1-5 in the same figure are shown in FIG.
It has exactly the same function as the one with the same block number shown in. Newly added in the second embodiment are a phase adjuster 1-6, an amplifier 1-7, a high-pass filter 1-8, and an adder 1-9. For this additional block,
The patent application by the present inventor (reference number H03000791, image quality improving device on filing date September 30, 1991) has been described in FIG. 22, so a detailed description will be omitted, but a brief description will be given. It looks like this: The amplifier 1-7 amplifies the value of the waveform edge enhancement signal Sg with the amplification factor β (≧ 1) to obtain the output Si, makes the value of the amplification factor β variable, and sets the optimum edge enhancement effect. Of the

【0053】高域濾波器1−8は図2(e)に示すよう
に、入力信号Saの周波数成分の高域、及び入力信号の
含有周波数帯域外の周波数成分(>f2)を信号Shか
ら抽出しこれをγ(≧0)倍して再度エッジ強調成分を
得ている。そして、そのエッジ強調成分を、加算器1−
9で信号Shに加算合成して、ラインL3から得られる
出力信号Skに、さらにエッジ強調効果を持たせる働き
をさせるためのものである。
As shown in FIG. 2E, the high-pass filter 1-8 outputs the high frequency component of the input signal Sa and the frequency component (> f2) outside the frequency band included in the input signal from the signal Sh. It is extracted and multiplied by γ (≧ 0) to obtain the edge emphasis component again. Then, the edge emphasis component is added to the adder 1-
This is for adding and synthesizing the signal Sh in 9 to give the output signal Sk obtained from the line L3 a further edge enhancing effect.

【0054】ブロック1−7〜1−9のような機能が必
要になるのは、波形合成器の非線形処理をあまり強く行
えない場合、例えば扱う信号が標本化され、離散化され
ているような場合である。特に、標本化周波数を余り高
い値にできない時に起こりがちな、非線形処理による位
相シフトをある程度の範囲内に押え込みたいようなとき
に有効であり、波形合成器の機能を補助する目的で用い
ることができる。
The functions of blocks 1-7 to 1-9 are necessary when the nonlinear processing of the waveform synthesizer cannot be performed very strongly, for example, the signal to be handled is sampled and discretized. This is the case. Especially, it is effective when you want to suppress the phase shift due to nonlinear processing within a certain range, which tends to occur when the sampling frequency cannot be set to a too high value, and can be used to assist the function of the waveform synthesizer. ..

【0055】位相調整器1−6は、まず、前述のように
信号が標本化され、離散化されている場合に起こる非線
形処理による位相シフトの現象に対して、同相成分Sc
の零クロス点を求める。次に、この零クロス点に近い順
にピックアップした複数個の標本値と、これに時間的に
対応する波形合成器1−3の出力Seの複数個の標本値
を用いて、前者の複数個の標本値の振幅比率を後者の複
数個の標本値に反映させて再合成することで、零クロス
点の情報を保存し、位相シフトを軽減することができ
る。このような処理を行うことで、標本化周波数の値を
通常より低い値に設定することが可能になる。このよう
に、信号が標本化され、回路をディジタルで構成するよ
うな場合に、ブロック1−6〜1−9が有効に機能する
ことになる。もちろんこの実施例も、第1実施例と同様
の効果を有する。
First, the phase adjuster 1-6, in response to the phenomenon of phase shift due to non-linear processing that occurs when the signal is sampled and discretized as described above, the in-phase component Sc.
Find the zero crossing point of. Next, using the plurality of sampled values picked up in the order closer to the zero crossing point and the plurality of sampled values of the output Se of the waveform synthesizer 1-3 corresponding to these in time, the former plurality of sampled values are used. By reflecting the amplitude ratio of the sampled values in the latter plurality of sampled values and recombining, the information of the zero crossing points can be preserved and the phase shift can be reduced. By performing such processing, it becomes possible to set the value of the sampling frequency to a value lower than usual. Thus, when the signal is sampled and the circuit is digitally constructed, the blocks 1-6 to 1-9 function effectively. Of course, this embodiment also has the same effect as the first embodiment.

【0056】次に、第3実施例について説明する。全体
のブロック構成は図1(a)に示す第1実施例と同一で
あるので、図は省略する。第3実施例は、請求項3に対
応し、前述の第1,第2実施例との相違点は、波形合成
器1−3での非線形処理の方法である。第1,第2実施
例では、図2(g)に示すように、位相の非線形処理を
入力位相θi =0から連続的に行っている。これに対し
て、第3実施例では、図11(f)に示すように、入力
位相θi が所定値までは出力位相θo =0とし、入力位
相θi が所定値以上となると、その入力位相θi の値に
応じた出力位相θo とする非線形処理である。
Next, the third embodiment will be described. The overall block structure is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The third embodiment corresponds to claim 3, and the difference from the first and second embodiments is the method of nonlinear processing in the waveform synthesizer 1-3. In the first and second embodiments, as shown in FIG. 2 (g), the phase nonlinear processing is continuously performed from the input phase θi = 0. On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 11 (f), the output phase θo is 0 until the input phase θi reaches the predetermined value, and when the input phase θi becomes the predetermined value or more, the input phase θi This is a non-linear process that sets the output phase θo according to the value of.

【0057】第3実施例の動作を非線形処理を中心にし
て、図11〜図17と共に説明する。ラインL1から入
来する入力信号Saの一例として、図13(a)に示す
ような余弦波の1サイクルを用いる。これは上限周波数
f2(約4MHz)で帯域制限された輝度信号の一例で
あり、振幅が1の波形である。横軸は説明の便宜上、数
1に示す位相θで表している。
The operation of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 17, focusing on the non-linear processing. As an example of the input signal Sa coming from the line L1, one cycle of a cosine wave as shown in FIG. 13A is used. This is an example of a luminance signal band-limited by the upper limit frequency f2 (about 4 MHz), and has a waveform with an amplitude of 1. The horizontal axis is represented by the phase θ shown in Expression 1 for convenience of description.

【0058】直交高域濾波器1−1,同相高域濾波器1
−2の特性として、図6(a),(b)に示す特性を用
いる。即ち、直交高域濾波器1−1の特性は、図11
(a)及び(c)に示すような特性であり、同相高域濾
波器1−2の特性は、図11(b)及び(d)に示すよ
うな特性である。直交高域濾波器1−1の出力波形Sb
は、濾波器のゲインとのかねあいから、図13(b)の
ように振幅が0.5の正弦波になる。同相高域濾波器1
−2の出力波形Scは、図13(c)のように信号Sa
と同形で振幅が0.5の余弦波になる。波形合成器1−
3は、信号Sb,Scとから第1実施例と同様に合成振
幅Sdを求めている。波形合成器1−3で求める合成位
相θi は、図11(e)から、次式となる。
Quadrature high-pass filter 1-1, in-phase high-pass filter 1
The characteristics shown in FIGS. 6A and 6B are used as the characteristics of −2. That is, the characteristics of the orthogonal high-pass filter 1-1 are as shown in FIG.
The characteristics are as shown in (a) and (c), and the characteristics of the in-phase high-pass filter 1-2 are as shown in FIGS. 11 (b) and (d). Output waveform Sb of quadrature high-pass filter 1-1
Is a sine wave having an amplitude of 0.5 as shown in FIG. 13B because of the balance with the gain of the filter. In-phase high-pass filter 1
The output waveform Sc of −2 is the signal Sa as shown in FIG.
It becomes a cosine wave with the same shape as and an amplitude of 0.5. Waveform synthesizer 1-
3 obtains the combined amplitude Sd from the signals Sb and Sc as in the first embodiment. The composite phase θi obtained by the waveform synthesizer 1-3 is given by the following equation from FIG. 11 (e).

【0059】[0059]

【数19】 [Formula 19]

【0060】位相θi の値は、通常−π/2〜π/2の
範囲で計算され、図13(e)のようになる。横軸のθ
と、θi の極性は逆の関係になっている。さらに、この
合成位相値θi の絶対値が0からαπ/2(但し、0≦
α<1)までを0、απ/2からπ/2までを入力位相
値に応じて直線状の特性となる様にすると、図13
(f)のように横軸π/2にピークが集中するような位
相波形になる。このような位相の非線形処理を伴う波形
合成器1−3の動作を、合成位相値θi 、合成振幅Sd
などを用いた式で表すと、次式のようになり、出力Se
が求められる。
The value of the phase θi is usually calculated in the range of -π / 2 to π / 2 and becomes as shown in FIG. 13 (e). Horizontal axis θ
, And the polarity of θi is in the opposite relationship. Further, the absolute value of the combined phase value θi is 0 to απ / 2 (where 0 ≦
When α <1) is set to 0 and απ / 2 to π / 2 has a linear characteristic according to the input phase value,
As in (f), the phase waveform is such that peaks are concentrated on the horizontal axis π / 2. The operation of the waveform synthesizer 1-3 accompanied by such phase non-linear processing is performed by combining the synthesized phase value θi and the synthesized amplitude Sd.
When expressed by an equation using
Is required.

【0061】[0061]

【数20】 [Equation 20]

【0062】出力Seの波形図を図13(g)に示す。
図のように信号Seは、信号Scの立ち上がり及び立ち
下がり部が急峻化された波形である。
A waveform diagram of the output Se is shown in FIG.
As shown in the figure, the signal Se has a waveform in which the rising and falling portions of the signal Sc are steepened.

【0063】図13(f)に示すように、非線形処理に
よる新たな位相値θoは、元の位相値θi の0から所定
値までは、位相値θo =0の領域が広がり、元の位相値
θiの±π/2付近では、新たな位相値θo は、急激に
π/2に集中する。従って、図13(g)に示すよう
に、この新しい位相値θo を基にした信号Seは、信号
Scの横軸θが0の信号値(この場合は0.5)の領域
が広がる。そして、横軸θが±π/2に近付くにつれ、
急激に位相値θo は変化しているので、信号Seの信号
値も急激に変化する。よって、信号Seは、信号Scの
立ち上がり及び立ち下がり部が急峻化された波形となる
(立ち上がり及び立ち下がり部のほぼ中点の位置の位相
値θi が±π/2である。)。このとき、信号Seの零
クロス点は、信号Scの零クロス点からずれていないの
で、元の信号である信号Scの位相情報(即ち、信号S
aの位相情報)が、非線形処理後も保存される。零クロ
ス点は図13中に丸印で示した。
As shown in FIG. 13 (f), the new phase value θo obtained by the non-linear processing extends from the original phase value θi of 0 to a predetermined value in a region where the phase value θo = 0 and the original phase value θo increases. In the vicinity of ± π / 2 of θi, the new phase value θo suddenly concentrates at π / 2. Therefore, as shown in FIG. 13G, in the signal Se based on the new phase value θo, the region of the signal value where the horizontal axis θ of the signal Sc is 0 (0.5 in this case) is widened. Then, as the horizontal axis θ approaches ± π / 2,
Since the phase value θo changes abruptly, the signal value of the signal Se also changes abruptly. Therefore, the signal Se has a waveform in which the rising and falling portions of the signal Sc are steepened (the phase value θi at the position of the substantially midpoint of the rising and falling portions is ± π / 2). At this time, since the zero cross point of the signal Se is not displaced from the zero cross point of the signal Sc, the phase information of the original signal Sc (that is, the signal S
The phase information of a) is preserved even after the non-linear processing. The zero cross points are indicated by circles in FIG.

【0064】この波形合成器の具体的な構成法を、図1
2の例を用いて説明する。なお、図12の符号と、図3
及び図4の符号とは、同一の符号でも同一のブロックを
意味するものではない。図12は波形合成器の第1の構
成例である。図12は機能的に5つのブロック(3−1
〜3−5)からなっている。ブロック3−1では入力信
号Sb及びScから、数19の位相角θi を求め、ブロ
ック3−2では入力信号Sb及び位相角θi から次式に
示すような直交成分の寄与分、
A concrete construction method of this waveform synthesizer is shown in FIG.
This will be described using the example of No. 2. The symbols in FIG. 12 and FIG.
4 and the same reference numerals do not mean the same block. FIG. 12 shows a first configuration example of the waveform synthesizer. FIG. 12 is functionally divided into five blocks (3-1
~ 3-5). In block 3-1, the phase angle θi of equation 19 is obtained from the input signals Sb and Sc, and in block 3-2, the contribution of the orthogonal component as shown in the following equation from the input signal Sb and the phase angle θi,

【0065】[0065]

【数21】 [Equation 21]

【0066】を求めている。ブロック3−3では入力信
号Sc及び位相角θiから次式に示すような同相成分の
寄与分
Is seeking. In block 3-3, the contribution of the in-phase component as shown in the following equation from the input signal Sc and the phase angle θi

【0067】[0067]

【数22】 [Equation 22]

【0068】を求めている。ブロック3−4の加算器で
ブロック3−2,3−3からの信号を加算合成して、数
5のような出力Sdを得ている。次のブロック3−5に
は、信号Scと、ブロック3−1からの位相値θi と、
ブロック3−4からの合成振幅値Sdとが供給され、数
20のような演算を行い出力Seが求められる。これら
をディジタル回路で構成する場合は、ブロック3−1〜
3−3及び3−5は、予想される全ての入力データに対
する出力値を、予め計算してROMなどに書き込んで置
き、これを参照して出力を得るテ−ブルルックアップ方
式などで実現できる。ブロック3−4はよく知られた汎
用回路で作れる。
Seeking. The adder of the block 3-4 adds and synthesizes the signals from the blocks 3-2 and 3-3 to obtain the output Sd as shown in Expression 5. In the next block 3-5, the signal Sc, the phase value θi from the block 3-1, and
The combined amplitude value Sd from the block 3-4 is supplied, and the output Se is obtained by performing the calculation as shown in Expression 20. When these are configured by digital circuits, blocks 3-1 to 3-1
3-3 and 3-5 can be realized by a table lookup method or the like in which output values for all expected input data are calculated in advance and written in a ROM or the like and the output is obtained by referring to this. .. The block 3-4 can be made by a well-known general-purpose circuit.

【0069】このように、波形合成器1−3では、信号
SbとScとにより、数20のような処理を行い、信号
Scの波形変化部をより急峻化した信号Seを求めてい
る。位相に対して行われる非線形処理(ブロック3−
5)の中では、実数パラメータαが用いられている。入
力位相をθi 、出力位相をθo とすると、位相の非線形
処理は次式で表される。
As described above, the waveform synthesizer 1-3 performs the processing shown in Expression 20 on the basis of the signals Sb and Sc to obtain the signal Se in which the waveform changing portion of the signal Sc is made steeper. Non-linear processing performed on the phase (block 3-
In 5), the real number parameter α is used. When the input phase is θi and the output phase is θo, the nonlinear processing of the phase is expressed by the following equation.

【0070】[0070]

【数23】 [Equation 23]

【0071】この式で、パラメータαの値を0、0.2
5、0.5、0.75としたときの位相の非線形変化の
様子を図11(f)に示す。このようにα=0の時はθ
o =θi で入力された位相値がそのまま出力されるが、
αが大きくなるにつれて、出力がでにくくなり、出力は
π/2に集中してくる。このことは、αが大きくなるに
つれて、0位相領域を広げるような処理をしていること
を意味している。即ち、αが大きくなるほど、非線形処
理による新たな位相値θo は、位相値0となる領域が広
がり、元の位相値θi の±π/2付近では、新たな位相
値θo は、急激に±π/2に集中することを意味してい
る。
In this equation, the value of the parameter α is 0, 0.2
FIG. 11 (f) shows how the phase changes nonlinearly at 5, 0.5, and 0.75. Thus, when α = 0, θ
The phase value input at o = θi is output as is,
As α increases, the output becomes harder to output, and the output concentrates on π / 2. This means that the processing is such that the 0 phase region is expanded as α increases. That is, as α increases, the new phase value θo due to the non-linear processing expands the region where the phase value becomes 0, and near ± π / 2 of the original phase value θi, the new phase value θo rapidly increases by ± π. It means to concentrate on / 2.

【0072】ここで図1にもどって、波形合成器1−3
からの信号Seと同相高域濾波器1−2からの信号Sc
が供給される減算器1−4は、第1実施例と同様にして
エッジ強調成分Sgを求めている。図13(h)はエッ
ジ強調成分となるSgの波形図である。数16からも分
かるように、この信号SgはSeとScの差から求めら
れており、信号Scの代わりにエッジ強調された信号S
eを入れ換える処理をするために、これらの信号間の差
を求めていることになる。次のブロック1−5は加算器
であり、第1実施例と同様に入力信号Saにエッジ強調
信号Sgを加算合成し、出力信号Shを求めている。図
13(i)が出力ラインL2から求められる信号Shの
波形図である。信号Shは、図13(a)の入力信号S
aに比べて波形の変化部が急峻化されており、エッジ強
調の効果が見られる。さらに、その強調の度合も特に不
自然なプリシュートやオーバーシュートが付く訳でもな
く、自然な形でかつ滑らかにエッジ即ち波形傾斜部が急
峻化しているのが特徴である。また、図13に示すよう
に、信号Shの零クロス点(零クロス点は図13中に丸
印で示した)は、信号Saの零クロス点からずれていな
いので、元の信号Saの位相情報が、非線形処理後も保
存されている。
Returning now to FIG. 1, the waveform synthesizer 1-3
Signal Se from the same and signal Sc from the in-phase high-pass filter 1-2
The subtractor 1-4 to which is supplied obtains the edge enhancement component Sg in the same manner as in the first embodiment. FIG. 13H is a waveform diagram of Sg which is the edge emphasis component. As can be seen from Equation 16, this signal Sg is obtained from the difference between Se and Sc, and the edge-enhanced signal S is used instead of the signal Sc.
This means that the difference between these signals is obtained in order to perform the process of exchanging e. The next block 1-5 is an adder which, like the first embodiment, adds and synthesizes the edge enhancement signal Sg with the input signal Sa to obtain the output signal Sh. FIG. 13I is a waveform diagram of the signal Sh obtained from the output line L2. The signal Sh is the input signal S of FIG.
The change portion of the waveform is steeper than that of a, and the effect of edge enhancement can be seen. Further, the degree of emphasis is not particularly accompanied by an unnatural preshoot or overshoot, and is characterized in that the edge, that is, the waveform slanted portion, has a smooth and natural shape. Further, as shown in FIG. 13, the zero crossing point of the signal Sh (the zero crossing point is indicated by a circle in FIG. 13) is not displaced from the zero crossing point of the signal Sa, so that the phase of the original signal Sa is changed. Information is preserved after non-linear processing.

【0073】図13では、信号の位相変化を操作する様
子を理解しやすくするために、横軸を位相値θで表して
きたが、次に横軸を時間軸とする波形図で動作説明を行
なう。図14は入力信号Saがステップ波形の場合の出
力信号Shの例である。信号Saは上限周波数f2(4
MHz)で帯域制限された輝度信号の例であり、その信
号の振幅が1から零に変化する波形部を、周波数0〜4
MHzで100%ロールオフ特性の低域濾波器で処理を
してエッジ強調処理を行なって得られる信号波形Shを
図示している。図14(a)〜(d)の違いは、波形合
成器1−3のパラメータαの値であり、以下のような設
定のもとに信号Shを得ている。 (a)α=0 (b)α=0.25 (c)α=0.5 (d)α=0.75 図14(a)は波形合成器1−3の非線形処理の機能を
止めた場合であり、これに比較してαの値を大きくして
いくにつれ、立ち下がり波形部が急峻化していることが
分かる。
In FIG. 13, the horizontal axis is represented by the phase value θ in order to make it easier to understand how the phase change of the signal is manipulated. Next, the operation will be described with a waveform diagram with the horizontal axis as the time axis. To do. FIG. 14 is an example of the output signal Sh when the input signal Sa has a step waveform. The signal Sa has an upper limit frequency f2 (4
MHz) is an example of a luminance signal band-limited, and a waveform part in which the amplitude of the signal changes from 1 to 0
A signal waveform Sh obtained by performing edge enhancement processing by processing with a low-pass filter having a 100% roll-off characteristic at MHz is shown. The difference between FIGS. 14A to 14D is the value of the parameter α of the waveform synthesizer 1-3, and the signal Sh is obtained under the following settings. (A) α = 0 (b) α = 0.25 (c) α = 0.5 (d) α = 0.75 In FIG. 14 (a), the nonlinear processing function of the waveform synthesizer 1-3 is stopped. This is the case, and it can be seen that the falling waveform portion becomes steeper as the value of α is increased in comparison with this.

【0074】図15は入力信号Saがパルス波形の場合
の処理例である。信号Saは上限周波数f2(4MH
z)で帯域制限された2Tパルスの例である。4つの波
形の違いは、図14同様パラメータαの値であり、図1
5(a)〜(d)は図14(a)〜(d)に一対一に対
応している。図16は入力信号Saが2MHzの正弦波
の場合の処理例である。図16(a)〜(d)も図14
(a)〜(d)に一対一に対応しており、パラメータα
の値を0〜0.75の範囲で変えたときのShの出力例
である。図15及び図16においても、図14と同様、
αの値を大きくしていくにつれ、立ち下がり波形部がよ
り急峻化する。本発明者は、経験上ではα=0.5ぐら
いのところが適当な値だと考えるが、各自の好みに合わ
せてαの値を調節し、エッジ強調の度合いを各使用者に
おける最適なものとすることができる。
FIG. 15 shows an example of processing when the input signal Sa has a pulse waveform. The signal Sa has an upper limit frequency f2 (4 MH
It is an example of a 2T pulse whose band is limited in z). The difference between the four waveforms is the value of the parameter α as in FIG.
5 (a) to (d) correspond one-to-one with FIGS. 14 (a) to (d). FIG. 16 shows an example of processing when the input signal Sa is a sine wave of 2 MHz. 16A to 16D are also shown in FIG.
There is a one-to-one correspondence with (a) to (d), and the parameter α
It is an output example of Sh when the value of is changed in the range of 0 to 0.75. Also in FIGS. 15 and 16, similar to FIG.
The falling waveform portion becomes steeper as the value of α is increased. The inventor considers that α = 0.5 is a suitable value from experience, but adjusts the value of α according to his / her own preference, and determines the degree of edge enhancement to be the optimum value for each user. can do.

【0075】図17はパラメータαの値を0.5に固定
し、正弦波である入力信号Saの周波数fの値を、1M
Hz〜3.58MHz(3.58MHz=色副搬送周波数fsc )
の範囲で変えたときの、出力信号Shの波形を示したも
のである。 (a)f=1MHz 、α=0.5 (b)f=2MHz 、α=0.5 (c)f=3MHz 、α=0.5 (d)f=3.58MHz、α=0.5 このように、周波数fの値が大きくなるに伴い、エッジ
部の急峻化の度合が進んでくる。これは同相及び直交高
域濾波器1−2,1−1の周波数特性が、図11
(a)、(b)のように直線状に大きくなっていること
に基づいている。
In FIG. 17, the value of the parameter α is fixed to 0.5 and the value of the frequency f of the input signal Sa which is a sine wave is set to 1M.
Hz ~ 3.58MHz (3.58MHz = color sub-carrier frequency fsc)
7 shows the waveform of the output signal Sh when the value is changed in the range of. (A) f = 1 MHz, α = 0.5 (b) f = 2 MHz, α = 0.5 (c) f = 3 MHz, α = 0.5 (d) f = 3.58 MHz, α = 0.5 Thus, as the value of the frequency f increases, the degree of sharpening of the edge portion advances. The frequency characteristics of the in-phase and quadrature high-pass filters 1-2 and 1-1 are shown in FIG.
It is based on the fact that it is linearly increased as in (a) and (b).

【0076】前述の波形合成器1−3では図11
(f)、または数23のような位相に対する非線形処理
を行い、零位相の領域を広げ、位相変化を±π/2の軸
に集中させるような変換を行って、エッジ強調を図って
いるが、これと同様の効果をもたらす他の例を図11
(g)及び(h)に示す。図11(g)では、位相θo
を位相θi の絶対値がαπ/2(但し、0≦α<1)ま
でを零とし、それ以上のθi に対してはπ/2まで正弦
2乗カ−ブの特性となるものとしている。
The waveform synthesizer 1-3 described above is shown in FIG.
(F), or nonlinear processing for the phase as shown in Expression 23 is performed to widen the zero phase region and perform conversion so as to concentrate the phase change on the axis of ± π / 2, thus edge enhancement is attempted. , FIG. 11 shows another example that brings about a similar effect.
Shown in (g) and (h). In FIG. 11 (g), the phase θo
Is zero when the absolute value of the phase .theta.i is .alpha..pi. / 2 (where 0.ltoreq..alpha. <1) and the characteristic of the sine square curve is up to .pi. / 2 for .theta.i beyond that.

【0077】また、図11(h)は同様の主旨である
が、数個所の各設定点の間を直線近似で結ぶことによっ
て作られた位相変換特性である。これらの特性を実現す
る回路を、前述の波形合成器の非線形位相変換器として
使用すれば、本発明の目的が達せられる。同図(g),
(h)に示したカーブは、αを同じ値にして図11
(f)のカーブと比べると、零位相に近い領域が延びて
いる(即ち、位相θi を大きくしていっても位相θo が
なかなか大きくならない)ので、それだけ位相θo のπ
/2への集中が進み、同図(g),(h)による非線形
処理では、エッジ強調の度合が強く現われることにな
る。
Further, FIG. 11 (h) has the same gist, but shows a phase conversion characteristic created by connecting several set points by linear approximation. The object of the present invention can be achieved by using a circuit that realizes these characteristics as a non-linear phase converter of the above-mentioned waveform synthesizer. The same figure (g),
The curve shown in (h) has the same value of α, and the curve shown in FIG.
Compared to the curve of (f), the region close to the zero phase extends (that is, the phase θo does not increase easily even if the phase θi is increased).
As the concentration on / 2 progresses, the degree of edge enhancement appears strongly in the non-linear processing according to FIGS.

【0078】非線形処理をディジタル回路で行う場合に
問題になることは、標本化周波数にもよるが、波形の零
クロスのずれ、即ち位相歪が起こりがちになることであ
る。この実施例では、直交及び同相高域濾波器からの信
号の合成振幅値と合成位相値を併用しているので、位相
歪は少ない。しかしながら、パラメータαの値を大きく
していくと、位相歪現象をどうしても避けることが出来
なくなる。この種の位相歪を回避するためには、第2実
施例で説明したように位相調整器を用いればよい。この
第3実施例も、当然第1実施例と同様の効果を有する。
A problem in performing the non-linear processing in the digital circuit is that the zero crossing of the waveform, that is, the phase distortion tends to occur, depending on the sampling frequency. In this embodiment, since the combined amplitude value and the combined phase value of the signals from the quadrature and in-phase high-pass filters are used together, the phase distortion is small. However, if the value of the parameter α is increased, the phase distortion phenomenon cannot be avoided. In order to avoid this kind of phase distortion, the phase adjuster may be used as described in the second embodiment. The third embodiment naturally has the same effect as that of the first embodiment.

【0079】以上のように、本発明によるエッジ強調処
理は、位相情報を含めて入力信号と完全な相関関係があ
り、かつ自然な形で滑らかにエッジ強調成分が付加され
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、鮮鋭度及び解像度の向上
感を抱かせることができる。
As described above, the edge enhancement processing according to the present invention has a perfect correlation with the input signal including the phase information, and the edge enhancement component is smoothly added in a natural form. The device can give a sense of improvement in sharpness and resolution in a natural manner without giving a feeling of strangeness to a viewer.

【0080】また、図示した各実施例は、周知の回路で
市販のIC等を用いて簡単に構成できるので、装置全体
は低コストで実現できる。さらに、上記実施例では、入
力信号例として、テレビジョンの輝度信号を用いたが、
本発明の画質改善装置は色信号やRGB信号などにも適
用できる。また、ディジタル化された画像データに対し
ても、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
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ことになる。さらにまた、本発
明は、一般のデジタル伝送通信系の波形劣化を改善する
ことにも有効である。
Further, each of the illustrated embodiments can be easily constructed with a well-known circuit using a commercially available IC or the like, so that the entire apparatus can be realized at low cost. Further, in the above embodiment, the luminance signal of the television is used as the input signal example,
The image quality improving device of the present invention can be applied to color signals, RGB signals, and the like. Further, even for digitized image data, contour correction processing and edge enhancement processing equivalent to those of the present invention can be realized by software processing using a computer, and the present invention is applicable to processing of image data by software. It can be applied. Furthermore, the present invention is also effective for improving waveform deterioration of a general digital transmission communication system.

【0081】[0081]

【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
段差を的確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、輪郭が強調される。 (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
の含有周波数に依存し、さらに、非線形処理にもかかわ
らず、エッジ強調の度合は、入力信号と位相情報を含め
て完全な相関関係がある。また、このエッジ強調成分は
波形変化部を滑らかに急峻化させる。従って、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の向上感を抱かせることがで
きる。 (ニ)非線形処理にもかかわらず元の信号の位相情報が
保存されるなど、ディジタル回路で構成しやすくするた
めの工夫が盛り込まれており、この画質改善装置は、デ
ィジタル回路構成にも好適である。 (ホ)波形合成器の非線形処理のパラメータを調整する
ことにより、エッジ強調の度合いを、前記(ハ)におけ
るエッジ強調の度合いとは別に調整できる。従って、観
賞者は、自分の好みに合わせて、エッジ強調の度合いを
調整することにより、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)本発明の画質改善装置における各構成要素は、市
販のIC等の汎用部品を用いて、簡単な回路構成で実現
できる。よって、この画質改善装置は、低コストで容易
に製造でき、幅広い用途を有しているので工業上有効、
有益である。
As described above, the image quality improving device of the present invention has the following effects. (A) Edge enhancement is performed by accurately adding a waveform step to the midpoint of the inclined portion of the input signal, and as a result, an output signal to which a frequency component outside the frequency band of the input signal is added is obtained, The outline is emphasized. (B) It is an edge enhancement process within the amplitude of the original signal rather than the edge enhancement over the amplitude of the original signal such as preshoot and overshoot as in the conventional contour correction. Therefore,
Even if a device incorporating this image quality improving device is configured by a digital circuit, the overflow problem does not occur, and the device can perform good image quality improvement. (C) The degree of edge enhancement with respect to the input signal depends on the content frequency of the input signal. Further, despite the non-linear processing, the degree of edge enhancement has a complete correlation including the input signal and phase information. .. Further, the edge emphasis component smoothly makes the waveform change portion steep. Therefore, the image quality improving device can give the viewer a feeling of improvement in sharpness and resolution in a natural manner without giving a sense of discomfort to the viewer. (D) Despite the non-linear processing, the original signal phase information is preserved, so that the image quality improving device is suitable for the digital circuit configuration. is there. (E) By adjusting the non-linear processing parameter of the waveform synthesizer, the degree of edge enhancement can be adjusted separately from the degree of edge enhancement in (c) above. Therefore, the viewer can obtain various image quality by adjusting the degree of edge enhancement according to his / her preference, and can set the optimum image quality among them. (F) Each component of the image quality improving device of the present invention can be realized with a simple circuit configuration by using a general-purpose component such as a commercially available IC. Therefore, this image quality improving device can be easily manufactured at low cost and has a wide range of applications, so it is industrially effective,
Be beneficial.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例のブロック構成図である。FIG. 1 is a block configuration diagram of an embodiment.

【図2】第1実施例の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図3】第1実施例の波形合成器の具体的な構成要素の
例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of specific constituent elements of the waveform synthesizer of the first embodiment.

【図4】第1実施例の波形合成器の具体的な構成例を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration example of the waveform synthesizer of the first embodiment.

【図5】第1実施例の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図6】第1実施例の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図7】第1実施例の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図8】第1実施例の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図9】第1実施例の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図10】第1実施例の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図11】第3実施例の動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.

【図12】第3実施例の波形合成器の具体的な構成例を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a specific configuration example of the waveform synthesizer of the third embodiment.

【図13】第3実施例の動作説明図である。FIG. 13 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.

【図14】第3実施例の動作説明図である。FIG. 14 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.

【図15】第3実施例の動作説明図である。FIG. 15 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.

【図16】第3実施例の動作説明図である。FIG. 16 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.

【図17】第3実施例の動作説明図である。FIG. 17 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1 直交高域濾波器 1−2 同相高域濾波器 1−3 波形合成器 1−4 減算器 1−5 加算器 1-1 Quadrature high-pass filter 1-2 In-phase high-pass filter 1-3 Waveform synthesizer 1-4 Subtractor 1-5 Adder

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年2月17日[Submission date] February 17, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0034】ブロック4−6からの位相θiの値は−π
/2〜π/2の範囲の値をとりうるので、その絶対値化
の処理が必要になる。ブロック4−11はブロック3−
10と同じものであり、信号Scの極性信号を出力す
る。最後のブロック4−12はブロック4−5と同じ乗
算器であり、ブロック4−10とブロック4−11とか
ら加えられる信号の積をとり、出力Seを得ている。図
4(b)に示す波形合成器の処理を式にまとめると次の
ようになる。
The value of the phase θi from block 4-6 is -π.
Since it can take a value in the range of / 2 to π / 2, the absolute value conversion process is required. Block 4-11 is block 3-
It is the same as 10 and outputs the polarity signal of the signal Sc. The last block 4-12 is the same multiplier as the block 4-5, and takes the product of the signals added from the block 4-10 and the block 4-11 to obtain the output Se. The processing of the waveform synthesizer shown in FIG. 4 (b) can be summarized as an equation as follows.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0061[Correction target item name] 0061

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0061】[0061]

【数20】 [Equation 20]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0063[Correction target item name] 0063

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0063】図13(f)に示すように、非線形処理に
よる新たな位相値θは、元の位相値θiの0から所定
値までは、位相値θ=0の領域が広がり、元の位相値
θiの±π/2付近では、新たな位相値θは、急激に
±π/2に集中する。従って、図13(g)に示すよう
に、この新しい位相値θを基にした信号Seは、信号
Scの横軸θが0の信号値(この場合は0.5)の領域
が広がる。そして、横軸θが±π/2に近付くにつれ、
急激に位相値θは変化しているので、信号Seの信号
値も急激に変化する。よって、信号Seは、信号Scの
立ち上がり及び立ち下がり部が急峻化された波形となる
(立ち上がり及び立ち下がり部のほぼ中点の位置の位相
値θiが±π/2である。)。このとき、信号Seの零
クロス点は、信号Scの零クロス点からずれていないの
で、元の信号である信号Scの位相情報(即ち、信号S
aの位相情報)が、非線形処理後も保存される。零クロ
ス点は図13中に丸印で示した。
As shown in FIG. 13 (f), the new phase value θ 0 by the non-linear processing extends from the original phase value θ i of 0 to a predetermined value, and the region of the phase value θ 0 = 0 expands. In the vicinity of ± π / 2 of the phase value θi, the new phase value θ 0 suddenly concentrates on ± π / 2. Therefore, as shown in FIG. 13G, in the signal Se based on the new phase value θ 0 , the region of the signal value where the horizontal axis θ of the signal Sc is 0 (0.5 in this case) is widened. Then, as the horizontal axis θ approaches ± π / 2,
Since the phase value θ 0 changes abruptly, the signal value of the signal Se also changes abruptly. Therefore, the signal Se has a waveform in which the rising edge and the falling edge of the signal Sc are steepened (the phase value θi at the substantially midpoint of the rising edge and the falling edge is ± π / 2). At this time, since the zero cross point of the signal Se is not displaced from the zero cross point of the signal Sc, the phase information of the original signal Sc (that is, the signal S
The phase information of a) is preserved even after the non-linear processing. The zero cross points are indicated by circles in FIG.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0064[Correction target item name] 0064

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0064】この波形合成器の具体的な構成法を、図1
2の例を用いて説明する。なお、図12の符号と、図3
及び図4の符号とは、同一の符号でも同一のブロックを
意味するものではない。図12は波形合成器の構成例で
ある。図12は機能的に5つのブロック(3−1〜3−
5)からなっている。ブロック3−1では入力信号Sb
及びScから、数19の位相角θiを求め、ブロック3
−2では入力信号Sb及び位相角θiから次式に示すよ
うな直交成分の寄与分、 ─────────────────────────────────────────────────────
A concrete construction method of this waveform synthesizer is shown in FIG.
This will be described using the example of No. 2. The symbols in FIG. 12 and FIG.
4 and the same reference numerals do not mean the same block. FIG. 12 shows a configuration example of the waveform synthesizer. FIG. 12 is functionally divided into five blocks (3-1 to 3-
It consists of 5). In block 3-1, the input signal Sb
And Sc, the phase angle θi of the equation 19 is obtained, and the block 3
At -2, the contribution of the orthogonal component as shown in the following equation from the input signal Sb and the phase angle θi is ──────────────────────────── ───────────────────────────

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年10月29日[Submission date] October 29, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】[0010]

【数2】 [Equation 2]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0050[Correction target item name] 0050

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0050】[0050]

【数18】 [Equation 18]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図6[Name of item to be corrected] Figure 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図6】 [Figure 6]

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Fig. 11

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図11】 FIG. 11

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号である第1の信号が供給されて、
第2の信号を出力する直交高域濾波器と、 前記第1の信号が供給され、第3の信号を出力する同相
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る振幅値と位相値
とを用いた非線形処理により、前記第3の信号の波形エ
ッジを急峻化した第4の信号を出力する波形合成器と、 前記第1、第3及び第4の信号が供給され、前記第1の
信号の一部である前記第3の信号を前記第4の信号と入
れ替えることにより、前記第1の信号の波形エッジが強
調された出力信号を得る加減算器とより構成したことを
特徴とする画質改善装置。
1. A first signal, which is an input signal, is supplied,
A quadrature high-pass filter that outputs a second signal, the first signal is supplied, an in-phase high-pass filter that outputs a third signal, and the second and third signals are supplied. A waveform synthesizer that outputs a fourth signal having a steep waveform edge of the third signal by nonlinear processing using an amplitude value and a phase value obtained by vector-synthesizing two signals; 1, 3, and 4 signals are supplied, and the waveform edge of the first signal is emphasized by replacing the third signal, which is a part of the first signal, with the fourth signal. And an adder / subtractor for obtaining an output signal.
【請求項2】前記波形合成器は、 π/2以下の正の値として前記位相値を求める回路と、 π/2を基準にそれより小さな前記位相値に対して、パ
ラメータαを用いてより小さな値となる非線形位相変換
処理を行い、新たな位相値を求める回路と、 この新たな位相値と、前記振幅値と、前記第3の信号の
極性とにより、前記第4の信号を得る回路とより成るこ
とを特徴とする請求項1記載の画質改善装置。
2. The waveform synthesizer uses a circuit for obtaining the phase value as a positive value of π / 2 or less, and a parameter α for the phase value smaller than π / 2 as a reference value. A circuit that obtains a new phase value by performing a non-linear phase conversion process with a small value, and a circuit that obtains the fourth signal from the new phase value, the amplitude value, and the polarity of the third signal. The image quality improving apparatus according to claim 1, wherein the image quality improving apparatus comprises:
【請求項3】前記波形合成器は、 −π/2以上でπ/2以下の値として前記位相値を求め
る回路と、 この前記位相値の絶対値を入力とし、この入力が所定の
値までは出力値を零、それ以上の値に対しては、パラメ
ータαを用いて入力値に応じた出力値が得られるような
非線形位相変換処理を行い、零位相の領域を広げた新た
な位相値を求める回路と、 この新たな位相値と、前記振幅値とにより、前記第4の
信号を得る回路とより成ることを特徴とする請求項1記
載の画質改善装置。
3. The waveform synthesizer includes a circuit for obtaining the phase value as a value of −π / 2 or more and π / 2 or less, and an absolute value of the phase value as an input, and the input up to a predetermined value. Is an output value of zero, and for values above that, a non-linear phase conversion process is performed using the parameter α so that an output value corresponding to the input value is obtained, and a new phase value with a widened zero phase region 2. The image quality improving apparatus according to claim 1, further comprising: a circuit for obtaining the fourth signal and a circuit for obtaining the fourth signal based on the new phase value and the amplitude value.
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