JPH05284388A - ビデオ信号の高周波数応答特性を変更するための装置 - Google Patents

ビデオ信号の高周波数応答特性を変更するための装置

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JPH05284388A
JPH05284388A JP3280779A JP28077991A JPH05284388A JP H05284388 A JPH05284388 A JP H05284388A JP 3280779 A JP3280779 A JP 3280779A JP 28077991 A JP28077991 A JP 28077991A JP H05284388 A JPH05284388 A JP H05284388A
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signal
interpolator
peaking
video signal
signals
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JP3280779A
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Terrence R Smith
レイモンド スミス テレンス
Michael A Isnardi
アンソニ イズナーデイ マイケル
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N5/20Circuitry for controlling amplitude response
    • H04N5/205Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic
    • H04N5/208Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic for compensating for attenuation of high frequency components, e.g. crispening, aperture distortion correction
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレビジョン受像機により表示される画像の
鮮鋭度を制御する装置を提供する。 【構成】 ビデオ信号処理システムは時間圧縮/伸長装
置に付随して信号補間器(30)を有する。補間器より
前の段には、所望量の表示画像鮮鋭度を表わす可変制御
信号(PX)に応答する高周波数ピ−キング回路網(2
0、22)が設けられている。ピ−キング回路網は、例
えば、画像ピクセル相互間の距離の関数である制御信号
(DX)と、視聴者により調整される画像鮮鋭度制御ユ
ニット(27)からの可変信号とに応答する。

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受像機に
よって表示される画像の鮮鋭度を増強するための装置に
関するものである。
【0002】
【発明の背景】テレビジョン受像機において、表示画像
の鮮鋭度(シャープさ)を制御するための構成を設ける
ことが望ましい。そのような構成は自動的に、あるいは
視聴者の制御によって動作させることができる。表示画
像の鮮鋭度は、ビデオ信号振幅の遷移の勾配を増加させ
ることにより、主観的に改善、即ち、増強できる。この
ような増強処理は、しばしば信号ピ−キングと呼ばれる
が、普通は、ビデオ信号の高周波数情報に関連して行わ
れる。例えば、水平画像ピ−キングは、振幅遷移の直前
に信号プレシュートを作り、振幅遷移の直後に信号オー
バシュートを作って、黒から白へ及び白から黒へのビデ
オ信号振幅遷移にアクセントをつけることによって行う
ことができる。手動及び自動動作モードを有するビデオ
鮮鋭度制御方式が、例えば、ハーウッド(Harwoo
d)氏外に付与された米国特許第4,399,460号
に記載されている。
【0003】ある種のテレビジョン受像システム、特
に、ビデオ情報のデジタル信号処理を行うようなものに
は、種々の目的のために、例えば、時間圧縮とか時間伸
長機能に関連して、1または複数の補間回路網が設けら
れている。そのようなシステムの1つがストロール(S
trolle)氏外に付与された米国特許第4,81
6,899号に開示されている。この米国特許に示され
ている方式では、時間伸長/圧縮回路網中の補間器の前
に信号ピ−キング回路網が置かれており、補間に通常付
随している低域通過濾波効果による高周波数減衰を補償
する。ピ−キングの量は、補間される画像ピクセル(画
素)間の距離の関数であり、補間処理の低域通過濾波効
果によって損なわれた所望高周波数応答特性を回復させ
る。
【0004】
【発明の概要】上述したような補間器とそれに付随する
ピ−キング回路網を組合わせて用いることによって、表
示される画像の鮮鋭度をさらに制御できることがわかっ
た。この制御は、手動的に、例えば、視聴者が調整しう
る鮮鋭度制御装置の設定に応じて、及び/または、ビデ
オ信号の状態に応じて自動的に行われる。この発明の原
理によれば、ビデオ信号補間器に付設されたビデオ信号
ピ−キング回路網は、表示画像の鮮鋭度の所望量を表わ
す可変制御信号に応答する。この発明の一実施例によれ
ば、ピ−キング回路網は、画素間の距離に対応した成分
と画素間距離によって左右されない成分の両方を含む鮮
鋭度制御信号に応答して、可変量のピ−キング(鮮鋭
度)を与える。
【0005】
【実施例の説明】図1は、ビデオ入力信号Sを時間伸長
あるいは時間圧縮するために用いることのできる、いわ
ゆるラスタマッピング装置を示す。この例においては、
信号Sは、例えば、前述した米国特許第4,816,8
99号に開示されているような、主(中央)パネル成分
と左右の側部パネル成分とを含むワイドスクリーンテレ
ビジョン信号である。マッピング処理が図2に示されて
いる。図2の上側の波形は、ピクセル84と670の間
にあって、時間伸長処理によって出力信号波形のピクセ
ル位置1〜745にマッピングされる中央パネル部分を
有する入力信号Sを示す。波形Sの両端のピクセル84
と670は出力波形の両端のピクセル1と754にその
ままマッピングされる。中間のピクセルは、時間伸長に
より1:1のベースで直接マッピングされることはな
く、多くの場合、整数ベースでマッピングされることは
ない。後者の場合が、例えば、入力波形Sのピクセル位
置85.556が出力波形の整数ピクセル位置3に対応
している時で示される。信号Sのピクセル位置85.5
56は整数部(85)と小数部DX(.556)を含
み、出力波形のピクセル位置3は整数部(3)と小数部
(0)を含んでいる。DXは、計算による入力ピクセル
位置と実在する次の下位のピクセル位置との間の小数で
表わされる距離である。
【0006】図1において、fscをクロミナンス副搬送
波の周波数(NTSC方式では約3.58MHz)とし
て、4×fscの周波数で動作するピクセルカウンタ10
が、出力ラスタ上のピクセル位置(1〜754)を表わ
す出力WRITE ADDRES(書込みアドレス)信
号Mを供給する。信号Mは、例えば、時間圧縮あるいは
時間伸長などの実行されるべきラスタのマッピングの性
質に応じたプログラムされた値を含んでいるルックアッ
プテーブルを有するPROM(プログラマブル読出し専
用メモリ)12に供給される。信号Mに応答して、PR
OM12は整数を表わす出力READ ADDRESS
(読出しアドレス)信号Nと、0に等しいかこれより大
きく、1未満の小数を表わす出力信号DXとを供給す
る。実際は、DXは、有限のビット数に量子化される。
例えば、DXが6ビットに量子化された場合は、小数部
(分数部)0、1/64、2/64、3/64・・・・
63/64を表わすことができる。
【0007】PROM12は入力信号Sを、信号Nの記
憶された値の関数として伸長あるいは圧縮させることが
できる。このようにしてREAD ADDRESS信号
Nのプログラム値と小数部信号DXのプログラム値が、
ピクセル位置信号Mの整数値に応じて供給される。例え
ば、信号伸長を行う場合には、PROM12は、信号M
の速度よりも遅い速度で信号Nを発生させる。逆に、信
号圧縮の場合は、PROM12は信号Mの周波数より大
きな周波数で信号Nを供給する。
【0008】ビデオ入力信号Sは、このビデオ入力信号
を相互に遅延させた形のビデオ信号S(N)、S(N+
1)、S(N+2)を生成するカスケード接続されたピ
クセル遅延素子14a、14b、14cによって遅延が
与えられる。これらの信号は、周知のように、それぞれ
の二重ポートメモリ16a〜16dのビデオ信号入力に
供給される。信号Mは、各メモリ16a〜16dの書込
みアドレス入力に供給され、信号Nは各メモリ16a〜
16dの読出しアドレス入力に供給される。信号Mは入
来ビデオ信号情報が各メモリ中のどの位置に書込まれる
かを決め、信号Nはメモリからどの値が読出されるかを
決める。メモリはあるアドレスから読出している間に、
同時に別のアドレスに書込むことができる。メモリ16
a〜16dからの出力信号S(N−1)、S(N)、S
(N+1)及びS(N+2)は、PROM12がどのよ
うにプログラムされているかの関数であるメモリ16a
〜16dの読出し/書込み動作に応じて、時間伸長また
は時間圧縮フォーマットを呈する。
【0009】メモリ16a〜16dからの信号S(N−
1)、S(N)、S(N+1)、S(N+2)は、その
詳細を図6及び図7に示すピ−キングフィルタ20と2
2及び2点一次補間器30を含む一次補間法によって処
理される。ピ−キングフィルタ20と22は、ピ−キン
グ信号PXと共に、図示のように、信号S(N−1)、
S(N)、S(N+1)及びS(N+2)を含む信号の
群からの3つの信号を受信する。PXの値は、信号S
(N)とS(N+1)に加えられて、信号S′(N)と
S′(N+1)とを形成するための高周波数情報の量を
決める。
【0010】ピ−キング信号PXは鮮鋭度プロセッサ2
5により供給され、信号DX、減算器26からの信号1
−DX及び手動あるいは自動調整可能な鮮鋭度制御ユニ
ット27からの鮮鋭度制御信号「閾値」と「スケール」
の関数である値を呈する。ユニット25と27について
は図3及び図4を参照してより詳細に説明する。
【0011】ピ−キングフィルタ20と22はそれぞ
れ、ピ−キング処理され(即ち、可制御的な高周波数強
調処理が施され)、互いに遅延されたビデオ信号S′
(N)とS′(N+1)を2点一次補間器30に供給す
る。この2点一次補間器30には信号DXも供給されて
いる。補間器30は次の式で規定される圧縮または伸長
されたビデオ出力信号を供給する。 ビデオ出力=S′(N)+DX〔S′(N+1)−S′
(N)〕 DXが0に等しい時はビデオ出力はS′(N)となる。
DXが1に近づくと、ビデオ出力はS′(N+1)に近
づく。ここに述べる補間器及びピ−キング機能は、(s
inX)/X補間関数の第1の負のローブを、良好な高
周波数細部解像度で近似する。補間器30は低域通過フ
ィルタ特性を呈し、この特性は、補間器30の出力にお
いて平坦な周波数応答特性が得られるように、フィルタ
20と22が適当な量の高周波数情報を通過させるよう
にすることにより補償される。補間器30からの出力信
号も、後述するように、信号PXの値に応じて所望の量
の画像鮮鋭度が生成されるように、相対的にピ−キング
された、あるいは、デピ−キングされた(depeak
ed)高周波数応答を呈する。
【0012】図6はピ−キングフィルタ20と22およ
び補間器30の詳細を示す。図6において、信号S(N
−1)、S(N)及びS(N+1)は、ピ−キングフィ
ルタ20の高域通過フィルタを含む重み付け回路640
に供給され、それぞれ、ピ−キング係数−1/4、1/
2及び−1/4で重み付けされる。図7に示すように、
高域通過フィルタ640は、信号S(N−1)、S
(N)及びS(N+1)にそれぞれピ−キング係数−1
/4、1/2及び−1/4を乗じる乗算器641a〜6
41cを含んでいる。乗算器641a〜641cからの
出力信号は加算器642で加算されて、高域通過P
(N)が生成され、乗算器643(図6)で信号PXが
この高域通過濾波信号P(N)に乗じられてピ−キング
信号が生成される。加算器644が、乗算器643の出
力からのピ−キング信号を高域通過フィルタの中央タッ
プ信号S(N)と組合わせる。PX=0の場合は、ピ−
キングは行われず、信号S(N)とS(N+1)はその
まま補間器30に送られる。ピ−キングフィルタ22も
同様の構造を持ち、同様の動作を行う。
【0013】2点補間器30においては、減算器632
において信号S′(N+1)からS′(N)が減じられ
て差信号が生成され、この差信号に乗算器634で信号
DXが乗じられる。加算器636で乗算器634からの
出力信号に信号S′(N)が加算されて、ビデオ出力信
号が生成される。
【0014】鮮鋭度プロセッサ25はデジタル信号プロ
セッサで、その詳細が図3に示されている。鮮鋭度制御
ユニット27からの可変の「スケール」及び「閾値」信
号は2進数の形をしている。図4を参照して説明するよ
うに、可変「スケール」信号値は、信号PXに関係する
ピ−キング(またはデピ−キング)の大きさを、距離の
値DXの関数として決定し、可変「閾値」信号値は与え
られるピ−キングの量に対する限界を定める。制御ユニ
ット27はデジタル回路のみでもよいし、視聴者による
調整が可能なポテンシヨメータの後段に、可変「スケー
ル」、「閾値」デジタル信号をプロセッサ25に供給す
るためのアナログ・デジタル変換器を設けたような、ア
ナログ回路と、デジタル回路の組合わせでもよい。
【0015】プロセッサ25は最小値検出器310を含
み、この最小値検出器310は信号DXとその加法に関
する逆元(additive inverse)である
1−DXとに応答して、乗算器312で「スケール」信
号が乗じられる出力信号を発生する。最小値検出器31
0は、DXと1−DXの中の小さい方の値を出力として
選択することにより、PXがDXの0.5の中間値を中
心として対称な応答特性を呈するようにする。最小値検
出器として実現することができる加法リミッタ315は
乗算器312からの出力信号と「閾値」信号とに応答し
て、信号PXを生成する。リミッタ315は、PXの値
が「閾値」信号の大きさによって決まるある与えられた
最大値を超えることがないようにする。
【0016】図4は、信号PXの、DXの関数及び「ス
ケール」及び「閾値」信号の可変値の関数としての4つ
の応答を示している。他の応答特性も可能である。「ス
ケール」値と「閾値」値がそれぞれ2.0と1.0とし
て示されている、即ち、(2.0、1.0)で示されて
いる三角形の応答曲線は、図1の一次補間器30の出力
に平坦な周波数応答を生じさせる。補間器30により生
成される補間による高周波数減衰の量は、ある補間され
たサンプルに関連する2つの実際のサンプルに対する補
間されたサンプルの位置の一次補間であって、極小値が
各ピクセルにあり(DX=0.0及び1.0)、また、
極大値がピクセル間の中間点(DX=0.5)にある。
従って、平坦な周波数応答を生成するために、このピ−
キング応答(2.0、1.0)は、DX=0.0から最
大ピ−キングが生成されるDX=0.5まで直線的に増
大し、DX=0.5からDX=1.0まで直線的に減少
するピ−キングを生じさせる。
【0017】(1.5、0.5)で示す一番下側の台形
の応答は補間器30の出力にデピーキングされた応答を
生じさせる。なぜなら、DX=0とDX=1.0の間で
生成されるPXの値は、補間器30の出力に平坦な周波
数応答を生じさせる前述の例(2.0、1.0)のPX
の値よりも小さいからである。
【0018】最も上に示されている台形の応答(6.
0、1.5)は、0.1と1.0の間の全てのDXの値
に対して、補間器30の出力にピ−キングを施された、
即ち、増強された高周波数応答を生じさせる。この場
合、PXの値は、これを第1の例(2.0、1.0)の
値と比較すればわかるように、0.0と1.0の間のD
Xの全ての値について平坦な応答を与えるに必要なPX
の値よりも大きい。点線で示したもう1つの小さな台形
の応答特性(6.0、0.75)は全体的に見て第1の
例における応答よりも大きいピ−キングを与える。但
し、DX=0.5を中心とする領域Δでは、第1と最後
の例に対してデピ−キングが生じる。
【0019】このように、「閾値」鮮鋭度制御値は、ピ
−キングまたはデピ−キング利得の量、即ち、補間器3
0の出力に平坦な周波数応答が生成されるPXの正規の
値より大きく、あるいは、小さくなる量を制限する。
「スケール」鮮鋭度制御値は、垂直の軸に沿うPX対D
X応答の利得特性を変化させ、従って、「閾値」値によ
って与えられる制限の範囲内で、施されるピ−キングま
たはデピ−キングの量を制御する。以上説明した水平ピ
−キング制御は水平補間器30と共に用いられるが、同
様の垂直ピ−キング制御装置を垂直補間器と共に用いる
ことができる。
【0020】図5は、図1〜図4に関して説明した型の
鮮鋭度制御装置を含むワイドスクリーンテレビジョン受
像機システムの一部を示す。図5のシステムは、ユニッ
ト27と時間圧縮器556と544のある特徴以外は、
前述の米国特許第4,816,899号に詳述されてい
る。簡単に説明すると、符号化されたワイドスクリーン
テレビジョン信号はアンテナ510により受信され、ワ
イドスクリーン受像機の入力信号プロセッサ515に供
給される。符号化された信号は、水平オーバスキャン領
域に配置された時間圧縮された低周波数側部パネル情報
と、ベースバンド周波数の補助副搬送波を変調する時間
伸長された高周波数側部パネル情報とを含んでいる。プ
ロセッサ515はRF回路、IF回路、復調器、アナロ
グ−デジタル変換器回路網及びフィルタ回路網を含んで
おり、ルミナンス(Y)及びクロミナンス(I、Q)中
央パネル情報及び低周波数側部パネル情報を含んでいる
ベースバンド信号YN、IN及びQNと、ルミナンス及
びクロミナンス高周波数側部パネル情報を含んでいるベ
ースバンド信号YH、IH及びQHを生成する。
【0021】信号YN、IN及びQNは、側部−中央パ
ネル信号分離器(時間デマルチプレクサ)540によっ
て、時間圧縮された側部パネル低周波数情報YO、I
O、QOと、時間伸長された中央パネル信号YE、I
E、QEとに分離される。信号YO、IO及びQOは時
間伸長器542によって時間伸長され、回復された側部
パネル低周波数情報信号YL、IL及びQLによって表
わされているように、側部パネル低周波数情報のワイド
スクリーン信号中の元の空間的関係が回復される。同様
に、側部パネルを収容できるようにするために、信号Y
E、IE及びQEは時間圧縮器544によって時間圧縮
されて、回復された中央パネル信号YC、IC及びQC
により表わされているように、中央パネル信号のワイド
スクリーン信号中の元の空間的関係が回復される。時間
圧縮器544は、図1に示す型の装置を含んでおり。鮮
鋭度制御ユニット27からの「スケール」及び「閾値」
信号に応答する。回復された側部パネル低周波数情報Y
L、IL及びQLは合成器546で、プロセッサ515
からの回復された側部パネル高周波数情報信号YH、I
H及びQHと組合わせられる。
【0022】回復された高周波数側部パネルルミナンス
信号YHは、時間圧縮器556で時間圧縮された後に合
成器546へ供給される。時間圧縮器556は図1に示
す形式の装置を含み、鮮鋭度制御ユニット27からの
「スケール」及び「閾値」信号に応答する。時間圧縮器
556は左右の時間圧縮された側部高周波数情報信号を
各水平走査線中の適当な位置に「マッピング」して、空
間的に回復された側部パネル高周波数情報信号YHが生
成される。
【0023】空間的に回復された側部パネル高周波数情
報信号YH、IH及びQHは、合成器546によって、
空間的に回復された側部パネル低周波数情報信号YL、
IL及びQLと組合わされて、再構成された側部パネル
信号YS、IS及びQSが生成される。これらの信号は
スプライサ560によって、再構成された中央パネル信
号YC、IC及びQCと継ぎ合わされて、完全に再構成
されたワイドスクリーンルミナンス信号YFと完全に再
構成されたワイドスクリーン色差信号IFとQFが形成
される。
【0024】ワイドスクリーン信号YF、IF及びQF
はデジタル・アナログ変換器(DAC)562によって
アナログ形式に変換された後、ビデオ信号プロセッサ・
マトリクス増幅器ユニット564に供給される。ユニッ
ト564のビデオ信号プロセッサ部には、通常の特性の
信号増幅、直流レベルシフト、輝度制御、コントラスト
制御、ビデオ信号処理用の各回路が含まれている。マト
リクス増幅器564はルミナンス信号YFを色差信号I
FとQFに組合わせて画像を表わすカラービデオ信号
R、G、Bを生成する。これらのカラー信号はユニット
564中の表示器駆動増幅器により、ワイドスクリーン
カラー画像表示装置、例えば、ワイドスクリーン映像管
570を直接駆動するに適したレベルまで増幅される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明により構成された補間器、ピ−キング
回路網及び画像鮮鋭度制御回路網を含むビデオ信号時間
圧縮/伸長装置を示す図である。
【図2】ビデオ信号時間伸長動作を説明する図である。
【図3】図1の装置で使用する鮮鋭度制御信号プロセッ
サの詳細を示す図である。
【図4】この発明による鮮鋭度制御装置の可変応答特性
を示す図である。
【図5】この発明による鮮鋭度制御装置を含むテレビジ
ョン受像機の一部分のブロック図である。
【図6】図1の装置の他の一部分の詳細を示す図であ
る。
【図7】図1の装置の更に一部分の詳細を示す図であ
る。
【符号の説明】
20、22 ピーキングプロセッサ 25、27 画像鮮鋭度プロセッサ 30 ビデオ信号補間器
フロントページの続き (72)発明者 マイケル アンソニ イズナーデイ アメリカ合衆国 ニユージヤージ州 08536 プレインズボロ マツケンジー・ レーン 7

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示されるべきピクセル画像情報を含む
    ビデオ信号を処理するためのシステムにおいて、 入力と出力とを有するビデオ信号補間器と、 この補間器に結合されており、この補間器からのビデオ
    出力信号の高周波数応答特性を変更するためのピ−キン
    グプロセッサと、 ピクセル相互間の距離とは無関係な可変鮮鋭度制御信号
    を発生する画像鮮鋭度プロセッサと、 上記鮮鋭度制御信号を上記ピ−キングプロセッサに供給
    してその動作を制御し、上記高周波数応答特性を可変変
    更する手段、 とを含む、ビデオ信号の高周波数応答特性を変更するた
    めの装置。
JP3280779A 1990-10-01 1991-09-30 ビデオ信号の高周波数応答特性を変更するための装置 Pending JPH05284388A (ja)

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US07/590,760 US5121209A (en) 1990-10-01 1990-10-01 Sharpness control for a television image
US590760 1990-10-01

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US (1) US5121209A (ja)
EP (1) EP0479483B1 (ja)
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KR (1) KR920009238A (ja)
CA (1) CA2051587A1 (ja)
DE (1) DE69121659T2 (ja)
ES (1) ES2090254T3 (ja)
FI (1) FI914595A (ja)
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