JPH0614216A - 画質改善装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビデオ機器に好適な画質改善装置であり、エ
ッジ強調成分を、入力信号の傾斜部分に観賞者に違和感
を与えることなく自然な形で付加できると共に、エッジ
強調の度合いを調整でき、さらに、デジタル回路化が容
易な装置を提供することを目的としている。 【構成】 高域濾波器a-1 で入力信号Saと90゜の位相差
を持つ直交成分Sbと入力信号Saと同位相の同相成分Scと
を得る。位相検出器a-2 で信号Sb,Sc から位相値θi(信
号Se) を求め、その信号Seから制御信号形成回路a-4 で
制御信号Siを得る。波形形成器a-3 では同相成分Scから
第１の波形エッジ強調信号Sgを形成し、利得制御回路a-
5 はエッジ強調信号Sgの大きさを制御信号Siで制御し
て、第２の波形エッジ強調信号Sjを得る。加算器a-6 で
このエッジ強調信号Sjを入力信号Saに加算することによ
り、エッジ強調された出力信号Skを得る。

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（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、特に波
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、その改善を観賞者に特に違和感を与えること
なく自然な形で行い得、再生画像の鮮鋭度及び解像度を
最も効果的に改善するための画質改善装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】従来、画質改善のために用いられる輪郭
補正では、２次微分処理によって輪郭補正成分を求め、
この補正成分を元の信号に適量付加していた。この方法
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しエッジ強調を行おうとする
と、過度の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、そのため再生画像のエッジに不自然な白黒
の縁どりができるなど、輪郭補正として期待する程の効
果が得られなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、元の信号の波形変化部、即ち、エッジ部
の略中点位置に、できるだけ滑らかなスロープで波形を
急峻化するための信号成分を付加することでエッジ強調
を行い、過度の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、かつ自然な形で最適な鮮鋭度及び解像度を
向上させる画質改善装置とするには、どのような手段を
講じればよいかという点と、あわせて、ディジタル回路
で装置を構成する場合に、特に非線形処理による破綻を
来さないで本来の目的を達成するのには、どのような手
段を講じればよいかという点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、入力信号から高域周波数成分を抽
出する高域濾波器と、前記高域周波数成分の位相値を検
出する位相検出器と、前記位相値から少なくとも微分回
路を用いて所定周波数特性に依存した制御信号を形成す
る制御信号形成回路と、前記高域周波数成分から第１の
波形エッジ強調信号を得る波形形成器と、前記第１の波
形エッジ強調信号を前記制御信号に応じて制御し、第２
の波形エッジ強調信号を得る制御回路と、前記入力信号
に前記第２の波形エッジ強調信号を加算する加算器とに
より構成し、前記入力信号の波形変化部を急峻化した出
力信号を得ることを特徴とする画質改善装置を提供する
ものである。

【０００５】

【実施例】図１にこの発明の画質改善装置の概念図及び
第１実施例を示す。また、図２は第一実施例の更に詳細
な構成例を示す図、図３〜図１５は第１実施例の動作説
明図である。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、その回路の信号波形をアナログ波形と
して示すものとする。

【０００６】図１（ａ）は本発明の概念図（請求項１に
対応）であり、図１（ｂ）はその概念図に基づく第１実
施例（請求項２に対応）である。まずは図１（ａ）に基
づき本発明の基本概念を説明する。図において、ａ−１
は高域濾波器、ａ−２は位相検出器、ａ−３は波形形成
器、ａ−４は制御信号形成回路、ａ−５は利得制御回路
（第１の波形エッジ強調信号を前記制御信号に応じて制
御し、第２の波形エッジ強調信号を得る制御回路）、そ
してａ−６は加算器である。

【０００７】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。

【０００８】本発明の基本動作を理解するために、ライ
ンＬ１からの入力信号Ｓａが次式、即ち図５（ａ）のよ
うな余弦波の場合を考える。

【０００９】

【数１】

【００１０】高域濾波器ａ−１では入力信号Ｓａと９０
゜の位相差を持つ直交成分Ｓｂ、そして入力信号Ｓａと
同位相の同相成分Ｓｃを得る。次式がＳｂを表す式であ
り、図５（ｂ）がその波形図である。

【００１１】

【数２】

【００１２】また、次式がＳｃの式であり、図５（ｃ）
がその波形図である。

【００１３】

【数３】

【００１４】次段の位相検出器ａ−２では、供給される
２つの信号Ｓｂ及びＳｃから、次式のような演算により
位相値θi 、即ち信号Ｓｅを求める。

【００１５】

【数４】

【００１６】この信号の場合には、更に次式のように簡
略化される。

【００１７】

【数５】

【００１８】位相値θi は図５（ｄ）に示すように、通
常−π／２〜π／２の範囲で値が求められる。ラインＬ
２を介してＳｅが供給される制御信号形成回路ａ−４で
は、次式のような微分処理により位相値θi の傾斜を求
めている。

【００１９】

【数６】

【００２０】更に、この信号の場合には簡略化されて、
次式のようになる。

【００２１】

【数７】

【００２２】得られる微分値はこの例では図５（ｅ）の
ような負の一定値になるが、数７で明らかなように、微
分値は周波数ｆの関数になっており、図６（ａ）のの
ように周波数ｆに比例する特性になっている。今、ｆ＝
２ＭＨｚでの値をｐとし、

【００２３】

【数８】

【００２４】数７をｐでノーマライズすると、次式のよ
うに（即ち図６（ａ）ののように）、基準点（ｆ＝２
ＭＨｚ）で１となる直線状の特性になる。

【００２５】

【数９】

【００２６】数９のような周波数に比例する関係を使え
ば、周波数依存度を変えた新たな特性を容易に得ること
ができる。例えば、図６（ｂ）のように

【００２７】

【数１０】

【００２８】周波数１〜２ＭＨｚで最大値＝１になるよ
うな特性を作ることができる。数１０で求めたｋはブロ
ックａ−４の出力Ｓｉとして、次段の利得制御回路ａ−
５のゲイン（利得）を制御するための制御信号として使
用される。一方、波形々成器ａ−３では高域濾波器ａ−
１から同相の高域成分を得て、波形変化部を急峻化する
ための第１の波形エッジ強調信号Ｓｇを形成している。
利得制御回路ａ−５にはエッジ強調信号Ｓｇと制御信号
Ｓｉが供給され、図６（ｂ）のような周波数特性のもと
で制御された出力Ｓｊが得られる。この利得制御回路の
特徴はエッジ強調されるべき信号の周波数領域を検出
し、規定することで、無理のない自然な形での波形の急
峻化を行うことである。次段の加算器ａ−６では、入力
信号Ｓａに新たなエッジ強調信号Ｓｊ（第１の波形エッ
ジ強調信号）が付加された出力信号ＳｋがラインＬ３を
介して出力される。

【００２９】なお、波形形成器ａ−３に制御回路を設け
て、制御信号Ｓｉを波形形成器ａ−３に供給し、波形形
成器でのエッジ強調信号の形成を制御信号Ｓｉで直接制
御するようにしてもよい。この場合、利得制御回路は不
要となる。さらに、図１（ｂ）に示す第１実施例（請求
項２に対応）で詳細な説明を行うことにする。図におい
て、ｂ−１は直交高域濾波器、ｂ−２は同相高域濾波
器、ｂ−３は波形形成器、ｂ−４は制御信号形成回路、
ｂ−５は利得制御回路、そしてｂ−６は加算器である。

【００３０】なお、本発明の特徴となる機能ブロックｂ
−４及びｂ−５以外の非線形処理による波形の傾斜部の
急峻化処理については、本発明者による特願平3-313605
号（整理番号:H03000870、出願日：平成３年１０月３１
日）及び特願平3-360616号（整理番号:H03001093、出願
日：平成３年１２月２７日）などで詳細に説明してある
ので、ここでは最小限の簡略化した説明にとどめること
にする。

【００３１】この画質改善装置の扱う入力信号の例とし
ては、テレビジョン信号の輝度信号、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。

【００３２】まず、ラインＬ１から入来する入力信号Ｓ
ａが、図７（ａ）に示すような余弦波の場合について説
明する。この余弦波は、周波数ｆ＝２ＭＨｚの輝度信号
の一例である。入力信号Ｓａは、まず直交高域濾波器ｂ
−１に供給される。この直交高域濾波器は周波数特性の
虚数部が次式で表わされ、

【００３３】

【数１１】

【００３４】実数部が０であるような微分性の特性を有
している。低域の周波数特性を定めるパラメターβの値
は０〜１の範囲の値である。図３（ａ）はβが０．３１
２５、即ちｆ１＝１．２５ＭＨｚの時の周波数特性であ
り、図３（ｃ）がそのインパルス応答である。Ｓａに対
して直交即ち９０゜の位相差を有している。この時の直
交高域濾波器の出力波形Ｓｂは、図７（ｂ）のようにな
る。一方、入力信号Ｓａは、同相高域濾波器ｂ−２にも
供給される。同相高域濾波器は周波数特性の実数部が次
式で表わされ、

【００３５】

【数１２】

【００３６】虚数部が０であるような高域濾波特性を有
している。図３（ｂ）はβが０．３１２５の時の周波数
特性であり、図３（ｄ）がそのインパルス応答であり、
Ｓａに対して同位相である。この時の同相高域濾波器の
出力波形Ｓｃは図７（ｃ）のようになる。直交高域濾波
器ｂ−１と同相高域濾波器ｂ−２とは、振幅特性Ｇ
（ｆ）が同一で、その特性は次式のような特性であり、

【００３７】

【数１３】

【００３８】位相差がπ／２で、直交関係になってい
る。数１１に示す特性は、虚数部に値を持つ高域濾波特
性であるので、その特性を有する濾波器を直交高域濾波
器と呼び、数１２に示す特性は、実数部に値を持つ高域
濾波特性であるので、その特性を有する濾波器を同相高
域濾波器と呼んでいる。図３（ａ），（ｂ）に示す特性
を、周波数の絶対値が０〜ｆ１の範囲で直線状に値が増
加し、ｆ１〜ｆ２の間で一定値、ｆ２以上で０になるよ
うに設定したのは、テレビジョンの伝送特性と微分性の
高域濾波特性とを考慮したためであるが、結果的にこの
設定は、本発明を効果的に機能させる設定であった。

【００３９】本実施例は数１１〜数１３に於けるパラメ
ータβを、０〜１の範囲で可変することにより（βが小
さくなる程強調の度合いが強くなる）、エッジ強調の度
合いを調整できる。最適なエッジ強調の度合いは、画面
に映し出された映像を見る人それぞれに個人差がある
が、本実施例は前述のようにパラメータβを調整するこ
とで各人に合った最適なエッジ強調を得ることができ
る。

【００４０】次の波形形成器ｂ−３には、直交高域濾波
器ｂ−１及び同相高域濾波器ｂ−２の出力信号Ｓｂ、Ｓ
ｃが供給される。これらの信号は位相差がπ／２であ
り、Ｓｂは直交成分であることからＳｂを縦軸に、そし
てＳｃが同相成分であることからＳｃを横軸にそれぞれ
配置して図示すると、図４（ａ）のようになる。従っ
て、直交成分と同相成分とのベクトル合成により、次式
のように、

【００４１】

【数１４】

【００４２】２つの信号Ｓｂ、Ｓｃの２乗和の平方根か
ら、合成振幅Ｓｄが求められる。Ｓｄは当然のことなが
ら、負の値にはならない。同図から、合成位相θi は次
式で

【００４３】

【数１５】

【００４４】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。この位相θi は信号Ｓ
ｅとして出力される。これらの合成振幅Ｓｄ及び合成位
相θi などを用いて非線形処理を行い、信号Ｓｃの波形
変化部を急峻化した信号Ｓｆが次式のように求められ
る。

【００４５】

【数１６】

【００４６】ここでの非線形処理の特徴は数１５で表さ
れる位相θi をパラメータαを用いて、次式のように変
換することにある。

【００４７】

【数１７】

【００４８】これは図４（ｂ）において、１点鎖線（α
＝１）の特性を実線（α＝４の例）のように零位相側に
よせる処理である。かくして得られる波形形成器のエッ
ジ強調信号出力は次式のような、信号ＳｆとＳｃとの差
から得られるＳｇである。

【００４９】

【数１８】

【００５０】図２（ａ）は波形形成器ｂ−３を更に細分
化したブロック構成図である。ブロック３−１で数１５
に基づき位相θi を求め、信号Ｓｅとして出力すると共
に、ブロック３−２でＳｂ・ｓｉｎθi の演算を行い、
ブロック３−３でＳｃ・ｃｏｓθi を求め、ブロック３
−４で合成振幅値Ｓｄを求める。ブロック３−５では信
号Ｓｃの極性を表す信号ｓｇｎ（Ｓｃ）を求め、ブロッ
ク３−６でｓｇｎ（Ｓｃ）Ｓｄを求めている。ブロック
３−７で数１７のような位相値の非線形変換を行い、新
たな位相値θo を求め、ブロック３−８でｃｏｓθo を
求める。ブロック３−９の乗算器で数１６のような信号
Ｓｆを求め、ブロック３−１０の減算器で数１８のよう
なエッジ強調信号Ｓｇが求められる。

【００５１】図２（ａ）の主たるブロックにおける信号
波形として、図７（ｄ）に信号Ｓｄ、図７（ｅ）に信号
Ｓｅ（但し、位相値π／２を１にノーマライズして表
示）、図７（ｆ）に信号Ｓｆ（α＝４の例）、そして図
７（ｇ）に信号Ｓｇを示す。次に、図１（ｂ）に示すラ
インＬ２を介して信号Ｓｅが供給される制御信号形成回
路ｂ−４の細分化したブロック構成図を図２（ｂ）に示
す。ブロック４−１では数６で表される微分処理を行い
信号Ｓｈを得、ブロック４−２では数８〜数１０で求め
られる制御信号ｋ、即ち信号Ｓｉを求めている。

【００５２】図５（ｄ）及び図７（ｅ）を見て分かるよ
うに、位相値の特性は計算上では−π／２〜π／２の範
囲内の値しか求められないので、これをそのまま微分す
ると−π／２からπ／２に変わる所が見かけ上の特異点
になり、大きな値になる。従って、位相値を微分する際
には、この特異点の検出とそこでの微分値の修正処理が
必要になる。

【００５３】図２（ｃ）はこの特異点処理を含んだ微分
回路の詳細ブロック構成図である。ブロック４１−１は
微小単位時間Ｔの遅延回路であり、信号Ｓｅ、即ち位相
値θi （ｔ）から出力θi （ｔ−Ｔ）を得ている。ブロ
ック４１−３は、θi （ｔ）が正の時にはπ／２を減算
し、負の時にはπ／２を加算して新たな位相値θi2
（ｔ）得る変換器である。ブロック４１−４は、θi
（ｔ−Ｔ）が正の時にはπ／２を減算し、負の時にはπ
／２を加算して新たな位相値θi2（ｔ−Ｔ）得る変換器
である。減算器であるブロック４１−２では、θi
（ｔ）からθi2（ｔ）を減算し、やはり減算器であるブ
ロック４１−５では、θi （ｔ−Ｔ）からθi2（ｔ−
Ｔ）を減算する。比較器のブロック４１−６では、ブロ
ック４１−２と４１−５との出力の中で絶対値の小さい
方を得て、微分値Ｓｈとして出力している。

【００５４】ブロック４１−１、４１−２、４１−５な
どは汎用のディジタル回路で構成でき、またブロック４
１−３、４１−４、４１−６、４−２などは、予想され
る入力値に対応した出力値を予め計算して書き込んだ、
テーブルルックアップ方式のＲＯＭなどで構成すること
ができる。図２（ｂ）記載の微分回路４−１の出力Ｓｈ
を図７（ｈ）に、制御信号形成回路の出力Ｓｉを図８
（ｉ）に示す。入力信号Ｓａが２ＭＨｚの余弦波であ
り、図６のように制御信号の基準周波数を２ＭＨｚに設
定してあることから、信号Ｓｉは１なる一定値である。

【００５５】図１（ｂ）にもどって、ブロックｂ−５は
利得制御回路であり、この回路では、エッジ強調信号で
あるＳｇと制御信号であるＳｉとが供給され、次式のよ
うに、

【００５６】

【数１９】

【００５７】信号ＳｇがＳｉ倍、即ちｋ倍された出力Ｓ
ｊが得られる。図８（ｊ）がその波形図である。次の加
算器ｂ−６では、入力信号Ｓａにエッジ強調信号Ｓｊを
加算し、ラインＬ３から最終出力信号Ｓｋが求められ
る。図８（ｋ）がＳｋの波形図である。図７（ａ）のＳ
ａと比較して、波形傾斜部（変化部）が明らかに急峻化
されている。

【００５８】次に、余弦波入力信号Ｓａの周波数ｆの値
を変えて、制御信号形成回路ｂ−４及び利得制御回路ｂ
−５の効果を確かめてみることにする。図９では余弦波
入力の周波数ｆの値を次式のように与えており、余弦波
を２サイクル描けるように時間軸を設定してある。

【００５９】

【数２０】

【００６０】図１０は図９の各々に対応する出力Ｓｋの
波形図である。図３と図６（ｂ）との総合特性が現れて
おり、ｆ＝２ＭＨｚで最大のエッジ強調効果が現れてお
り、周波数が大きくなっても、小さくなってもその効果
が減少していく様子が良くわかる。低域側のエッジ強調
効果の減少は図３の高域濾波器の特性と図６（ｂ）の制
御特性によるものであり、高域側の効果の減少は図６
（ｂ）の制御特性によるものである。

【００６１】図１１は更に、高域濾波器のパラメータβ
の効果を見るためのものであり、β＝１、即ちｆ１＝ｆ
２＝４ＭＨｚとしたときの出力Ｓｋの波形図である。図
１０に比較して、明らかにエッジ強調効果が弱くなって
いる。

【００６２】次に、入力信号Ｓａが図１２（ａ）のよう
な右下がりの傾斜の場合について各部の応答波形を求め
てみることにする。この傾斜部は約２ＭＨｚの周波数成
分を持っている。図１２（ａ）〜図１３（ｋ）は図７
（ａ）〜図８（ｋ）に一対一に対応している。入力信号
Ｓａと出力信号Ｓｋとを比較すると、明かなエッジ強調
効果が見られ、且つ不自然な感じを抱かせない滑らかな
強調効果であることが分かる。図１２（ａ）は１０μｓ
の正極性のパルスの右サイドから取ったものであるが、
エッジ強調処理によるそのスペクトルの変化を求めたも
のを図１４に示す。図１４（ａ）が信号Ｓａのスペクト
ル、図１４（ｂ）が信号Ｓｋのスペクトルである。この
ように、本実施例による効果は入力信号の側波帯成分を
再生付加することで、強調効果を得ていることが分か
る。

【００６３】エッジ強調効果に影響するもう１つのパラ
メータとして、波形形成器に於けるパラメータαがあ
る。その効果を確かめた波形図が図１５である。図１５
（ａ）はα＝１、即ちエッジ強調効果のない出力Ｓｋの
波形図であり、図１５（ｂ）はα＝２とした時の出力Ｓ
ｋ、図１５（ｃ）はα＝４とした時のＳｋ、図１５
（ｄ）はα＝８とした時のＳｋの波形図である。αの値
を大きくしていくにつれて、エッジ強調効果が大きくな
っていくことが分かる。しかし、あまりαの値を大きく
しても、効果自体が飽和してしまうので、α＝８程度が
実用上の上限と思われる。

【００６４】さて、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、処
理過程における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。本発明に於ける波形々成器
では、直交及び同相高域濾波器から求めた信号の合成振
幅値と合成位相値を併用しているので、比較的こうした
歪は少ない方である。しかしながら、パラメータαの値
を大きくしていくと、やはりこうした現象を避けること
ができなくなる。この種の位相歪を回避するために、本
実施例では波形変化部の位相値を求め、この位相の変化
が周波数特性に対応していることを利用して制御信号ｋ
の特性を定め、位相歪の起こりがちな高周波領域でのエ
ッジ強調処理を控えるように機能させ、位相歪の発生を
防いでいる。これにより、通常よりも低い値の標本化周
波数でも、非線形位相歪の弊害を避けることができる。

【００６５】また、図１（ｂ）の実施例ではエッジ強調
信号を得るために、非線形処理による波形形成器を使用
しているが、本発明はこうした非線形処理に限らず線形
処理によるものであってもなんら差し支えがなく、従来
技術の２次微分波形によるエッジ強調信号を用いること
もでき、これに周波数依存の最適な効果を発揮させるこ
とができる。

【００６６】以上のように、本発明によるエッジ強調処
理では、入力信号と完全な相関関係があり、かつ自然な
形で滑らかに最適な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。

【００６７】次に、第２実施例（請求項３に対応）につ
いて説明する。図１６は第２実施例のブロック構成図で
あり、また、図１７は第２実施例の各ブロックの更に詳
細な構成例を示す図、図１８〜図３０は動作説明図であ
る。なお、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、その回路の信号波形をアナログ波形とし
て示すものとする。

【００６８】図１６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は波形形成器、１
−４は特性制御回路、そして１−５は加算器である。本
実施例の特徴は特性制御回路１−４の機能にある。波形
形成器などその他のブロックによる波形変化部の急峻化
処理については、本発明者による特願平3-313605号（整
理番号:H03000870、出願日：平成３年１０月３１日）、
及び特願平3-360616号（整理番号:H03001093、出願日：
平成３年１２月２７日）などで詳細に説明してあるの
で、ここでは必要最小限の簡略化した説明にとどめるこ
とにする。また、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。

【００６９】本実施例の基本動作を理解するために、ラ
インＬ１からの入力信号Ｓａが次式、即ち図２０（ａ）
のような余弦波の場合を考える。

【００７０】

【数１】

【００７１】直交高域濾波器１−１では入力信号Ｓａと
９０゜の位相差を持つ直交成分Ｓｂを得ている。次式が
Ｓｂを表す式であり、図２０（ｂ）が波形図である。

【００７２】

【数２】

【００７３】また、同相高域濾波器１−２では入力信号
Ｓａと同位相の同相成分Ｓｃを得ている。次式がＳｃの
式であり、図２０（ｃ）がその波形図である。

【００７４】

【数３】

【００７５】次の波形形成器１−３では、直交高域濾波
器１−１から信号Ｓｂと同相高域濾波器１−２からの信
号Ｓｃとを用いて、波形変化部を急峻化するための強調
信号Ｓｇを形成している。信号Ｓｇは非線形処理によっ
て求められている。更に、加算器１−５で入力信号Ｓａ
にエッジ強調信号Ｓｇを合成してラインＬ３から出力信
号Ｓｊを得ている。波形形成器１−３では、非線形処理
を行うにあたり、高域周波数成分の位相値を使用してい
る。供給される２つの信号Ｓｂ及びＳｃから、まず次式
のような演算により位相値θi 、即ち信号Ｓｅを求め
る。

【００７６】

【数４】

【００７７】この信号の場合には、更に次式のように簡
略化される。

【００７８】

【数５】

【００７９】位相値θi は図２０（ｄ）に示すように、
通常−π／２〜π／２の範囲で値が求められる。ライン
Ｌ２を介してＳｅが供給される特性制御回路１−４で
は、次式のような微分処理により位相値θi の傾斜を求
めている。

【００８０】

【数６】

【００８１】更に、この信号の場合には簡略化されて、
次式のようになる。

【００８２】

【数７】

【００８３】得られる微分値は、この例では図２０
（ｅ）のような負の一定値になるが、数７で明らかなよ
うに、周波数ｆの関数になっており、図２１（ａ）の
のように周波数ｆに比例する特性になっている。今、ｆ
＝２ＭＨｚでの値をｐとし、

【００８４】

【数８】

【００８５】数７をｐでノーマライズすると、次式、即
ち図２１（ｂ）ののＱ特性のように、基準点（ｆ＝２
ＭＨｚ）で１となる直線状の特性になる。

【００８６】

【数９】

【００８７】数９のような周波数に比例する関係を使え
ば、周波数依存の任意特性を作ることが可能になる。例
えば、図２１（ｂ）のように（次式のように）、

【００８８】

【数２１】

【００８９】周波数１〜２ＭＨｚで最大値＝α2 になる
ような特性を作ることができる。数２１で求めたαは、
図１６の特性制御回路１−４の出力Ｓｉとして、波形形
成器１−５の非線形特性を制御するための制御信号に使
用され、図２１（ｂ）のような周波数特性のもとで制御
されたエッジ強調信号Ｓｇが得られる。この特性制御回
路の特徴は、エッジ強調されるべき信号の周波数領域を
検出し、規定することで、無理のない自然な形での波形
の急峻化を行うことである。

【００９０】さて、次に図１７の第２実施例の細部構成
図などを用い、ラインＬ１にいくつかの具体的な信号を
入力させて、更に詳細な説明を行うことにする。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。上
限が４ＭＨｚ迄の周波数成分を有するこれらの入力信号
に対し、以下での処理で信号の波形変化部に非線形処理
を施し、周波数帯域４ＭＨｚを越える側波帯成分を再生
付加することでエッジ強調を行っている。

【００９１】まず、ラインＬ１から入来する入力信号Ｓ
ａが、図２２（ａ）に示すような余弦波の場合について
説明する。これは周波数ｆ＝２ＭＨｚの輝度信号の例で
ある。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は周波数特性の虚数部が
次式で表わされ、

【００９２】

【数１１】

【００９３】実数部が０であるような微分性の特性を有
している。低域の周波数特性を定めるパラメターβの値
は０〜１の範囲の値である。図１８（ａ）はβが０．３
１２５、即ちｆ１＝１．２５ＭＨｚの時の周波数特性で
あり、図１８（ｃ）がそのインパルス応答である。Ｓａ
に対して直交即ち９０゜の位相差を有している。この時
の直交高域濾波器の出力波形Ｓｂは、図２２（ｂ）のよ
うになる。一方、入力信号Ｓａは、同相高域濾波器１−
２にも供給される。同相高域濾波器は周波数特性の実数
部が次式で表わされ、

【００９４】

【数１２】

【００９５】虚数部が０であるような高域濾波特性を有
している。図１８（ｂ）はβが０．３１２５の時の周波
数特性であり、図１８（ｄ）がそのインパルス応答であ
り、Ｓａに対して同位相である。この時の同相高域濾波
器の出力波形Ｓｃは図２２（ｃ）のようになる。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）が同一で次式のような特性であり、

【００９６】

【数１３】

【００９７】位相差がπ／２で、直交関係になってい
る。数１１に示す特性は、虚数部に値を持つ高域濾波特
性であるので、その特性を有する濾波器を直交高域濾波
器と呼び、数１２に示す特性は、実数部に値を持つ高域
濾波特性であるので、その特性を有する濾波器を同相高
域濾波器と呼んでいる。図１８（ａ），（ｂ）に示す特
性を、周波数の絶対値が０〜ｆ１（＝βｆ２）の範囲で
直線状に値が増加し、ｆ１〜ｆ２の間で一定値、ｆ２以
上で０になるように設定したのは、テレビジョンの伝送
特性と微分性の高域濾波特性とを考慮したためである
が、結果的にこの設定は、本発明を効果的に機能させる
設定であった。

【００９８】本発明は数１１〜数１３に於けるパラメー
タβを、０〜１の範囲で可変することにより（βが小さ
くなる程強調の度合いが強くなる）、最適なエッジ強調
を得る事ができる。最適なエッジ強調の度合いは、画面
に映し出された映像を見る人それぞれに個人差がある
が、本実施例は前述のようにパラメータβを調整するこ
とで各人に合った最適なエッジ強調を得ることができ
る。

【００９９】次の波形形成器１−３には直交高域濾波器
１−１及び同相高域濾波器１−２からの信号Ｓｂ、Ｓｃ
が供給される。これらの信号は位相差がπ／２であり、
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して図示すると、図１
９（ａ）のようになる。従って、直交成分と同相成分と
のベクトル合成により、次式のように、

【０１００】

【数１４】

【０１０１】２つの信号Ｓｂ、Ｓｃの２乗和の平方根か
ら、合成振幅Ｓｄが求められる。Ｓｄは当然のことなが
ら、負の値にはならない。また、同図から、合成位相θ
i は次式で求められる。

【０１０２】

【数１５】

【０１０３】位相θi の値は、通常−π／２〜π／２の
範囲で計算される。この位相θi は信号Ｓｅとして出力
される。これらの合成振幅Ｓｄ及び合成位相θi などを
用いて非線形処理を行い、信号Ｓｃの波形変化部を急峻
化した信号Ｓｆが次式のように求められる。

【０１０４】

【数１６】

【０１０５】ここでの非線形処理の特徴は、数１５で表
される位相θi をパラメータαを用いて、次式のように
して出力位相θｏに変換することにある。

【０１０６】

【数１７】

【０１０７】これは図１９（ｂ）において、１点鎖線
（α＝１）の特性を実線（α＝４の例）のように零位相
側によせる処理である。この非線形処理のパラメータα
の特性を決めるのが、特性制御回路１−４からの制御信
号である。前述の如く、このα特性の一例として図２１
（ｂ）のような周波数依存型の特性を用いているのが本
実施例の特徴である。かくして得られる波形形成器のエ
ッジ強調信号出力Ｓｇは次式のように、信号ＳｆとＳｃ
との差として求められる。

【０１０８】

【数１８】

【０１０９】図１７（ａ）は波形形成器１−３を更に細
分化したブロック構成図である。なお、図１７の符号
は、図２の符号と一致しても、同一の部分を表すもので
はない。ブロック３−１で数１５に基づき位相θi を求
め、信号ＳｅとしてラインＬ２から出力すると共に、ブ
ロック３−２でＳｂ・ｓｉｎθi の演算を行い、ブロッ
ク３−３でＳｃ・ｃｏｓθi を求め、ブロック３−４で
合成振幅値Ｓｄを求めている。ブロック３−５では信号
Ｓｃの極性を表す信号ｓｇｎ（Ｓｃ）を求め、ブロック
３−６でｓｇｎ（Ｓｃ）Ｓｄを求めている。ブロック３
−７では特性制御回路から与えられたパラメータαによ
り、数１７のような位相値の非線形変換を行い、新たな
位相値θo を求めている。次のブロック３−８ではｃｏ
ｓθo を求め、ブロック３−９の乗算器で数１６のよう
な信号Ｓｆを求め、ブロック３−１０の減算器で数１８
のようなエッジ強調信号Ｓｇを求めている。

【０１１０】図１７の主たるブロックにおける信号波形
として、図２２（ｄ）に信号Ｓｅ（但し、位相値π／２
を１にノーマライズして表示）、図２２（ｅ）に信号Ｓ
ｄ、図２２（ｈ）に信号Ｓｆ（α＝４の例）、そして図
２３（ｉ）に信号Ｓｇを示す。

【０１１１】さてラインＬ２を介して信号Ｓｅが供給さ
れる特性制御回路１−４の機能ブロック図を図１７
（ｂ）に示す。ブロック４−１では数６で表される微分
処理を行い信号Ｓｈを得、ブロック４−２では数８，数
９，数２１で求められる制御信号α、即ち信号Ｓｉを求
めている。

【０１１２】図２０（ｄ）（及び図２２（ｄ））を見て
も分かるように、位相値の特性は計算上では−π／２〜
π／２の範囲内の値しか求まらないので、これをそのま
ま微分すると−π／２からπ／２に変わる所が見かけ上
の特異点になり、大きな値になる。従って、位相値を微
分する際には、この特異点の検出とそこでの微分値の修
正処理が必要になる。

【０１１３】図１７（ｃ）はこの特異点処理を含んだ微
分回路の詳細回路図である。ブロック４１−１は微小単
位時間Ｔの遅延回路であり、信号Ｓｅ即ち位相値θi
（ｔ）から出力θi （ｔ−Ｔ）を得ている。ブロック４
１−３は変換器であり、θi （ｔ）が正の時にはπ／２
を減算し、負の時にはπ／２を加算して新たな位相値θ
i2（ｔ）得る。ブロック４１−４も変換器であり、θi
（ｔ−Ｔ）が正の時にはπ／２を減算し、負の時にはπ
／２を加算して新たな位相値θi2（ｔ−Ｔ）得る。減算
器のブロック４１−２では、θi （ｔ）からθi2（ｔ）
を減算し、一方、やはり減算器のブロック４１−５で
は、θi （ｔ−Ｔ）からθi2（ｔ−Ｔ）を減算してい
る。比較器のブロック４１−６ではブロック４１−２と
４１−５の出力の中で絶対値の小さい方を得て、微分値
Ｓｈとして出力している。

【０１１４】ブロック４１−１、４１−２、４１−５な
どは汎用のディジタル回路で構成でき、またブロック４
１−３、４１−４、４１−６、４−２などは、予想され
る入力値に対応した出力値を予め計算して書き込んだ、
テーブルルックアップ方式のＲＯＭなどで構成すること
ができる。

【０１１５】微分回路４−１の出力Ｓｈを図２２（ｆ）
に、特性制御回路の出力Ｓｉを図２２（ｇ）に示す。入
力信号Ｓａが２ＭＨｚの余弦波であり、図２１（ａ）及
び（ｂ）のような変換を行う際の基準周波数を２ＭＨｚ
に設定したこと等から、信号Ｓｉは４なる一定値とな
る。次の加算器１−５では入力信号Ｓａにエッジ強調信
号Ｓｇを加算し、次式のように、ラインＬ３から最終出
力信号Ｓｊが求められる。

【０１１６】

【数２２】

【０１１７】図２３（ｊ）がＳｊの波形図であるが、図
２２（ａ）のＳａと比較して、波形傾斜部（変化部）が
明らかに急峻化されている。次に、余弦波入力信号Ｓａ
の周波数ｆの値を変えて、特性制御回路１−４の効果を
確かめてみることにする。図２４では余弦波入力の周波
数ｆの値を次式のように与えており、余弦波を２サイク
ル描けるように時間軸を設定して波形図を描いてある。

【０１１８】

【数２３】

【０１１９】図２５は図２４の各々に対応する出力信号
Ｓｊの波形図であるが、図１８と図２１（ｂ）との総合
特性の影響が出ており、ｆ＝２ＭＨｚの波形図に最大の
エッジ強調効果が見られ、更に周波数が大きくなって
も、小さくなってもその効果が減少していく様子が良く
わかる。低域側のエッジ強調効果の減少は図１８の高域
濾波器の周波数特性と図２１（ｂ）の特性によるもので
あり、高域側の効果の減少は図２１（ｂ）の特性による
ものである。図２６は更に、高域濾波器のパラメータβ
の効果を見るためのものであり、β＝１、即ちｆ１＝ｆ
２＝４ＭＨｚとしたときの出力信号Ｓｊの波形図であ
る。図２５に比較して、明らかにエッジ強調効果が弱く
なっている。

【０１２０】次に、入力信号Ｓａが図２７（ａ）のよう
な右下がりの傾斜の波形の場合について、各部の応答を
求めてみることにする。この傾斜部は約２ＭＨｚの周波
数成分を持っている。図２７（ａ）〜図２８（ｊ）は図
２２（ａ）〜図２３（ｊ）に一対一に対応している。入
力信号Ｓａと出力信号Ｓｊとを比較すると、明かなエッ
ジ強調効果が見られ、且つ不自然な感じを抱かせない滑
らかな強調効果であることが分かる。

【０１２１】図２７（ａ）は１０μｓの正極性のパルス
の右サイドから取ったものであるが、エッジ強調処理に
よるそのスペクトルの変化を求めたものを図２９に示
す。図２９（ａ）が入力信号Ｓａのスペクトル、図２９
（ｂ）が出力信号Ｓｊのスペクトルである。

【０１２２】このように本実施例では波形形成器の非線
形処理で、入力信号の側波帯成分を再生し、入力信号に
付加することで、強調効果を得ていることが確認でき
る。

【０１２３】エッジ強調効果に影響するもう１つのパラ
メータとして、波形形成器に特性制御回路によって設定
されるパラメータαがある。その効果を確かめた波形図
が図３０である。図３０（ａ）は、α2 ＝α1 ＝α0 ＝
１、即ちエッジ強調を行わない時の出力信号Ｓｊの波形
図であり、図３０（ｂ）は、α2 ＝２、α1 ＝４／３、
α0 ＝１とした時の出力Ｓｊ、図３０（ｃ）は、α2 ＝
４、α1 ＝２、α0 ＝１とした時のＳｊ、図３０（ｄ）
は、α2 ＝８、α1 ＝１０／３、α0 ＝１とした時のＳ
ｊの波形図である。αの値を大きくしていくにつれて、
エッジ強調効果が大きくなっていくことが分かる。しか
し、あまりαの値を大きくしても、効果自体が飽和して
しまうので、α2 ＝８程度が実用上の上限と思われる。

【０１２４】さて、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、処
理過程における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。本発明における波形形成器
では、直交及び同相高域濾波器から求めた信号の合成振
幅値と合成位相値を併用しているので、比較的こうした
歪は少ない方である。しかしながら、パラメータαの値
を大きくしていくと、やはりこうした現象を避けること
が出来なくなる。

【０１２５】この種の位相歪を回避するために、本実施
例では波形変化部の位相値を求め、この位相の変化が周
波数特性に対応していることを利用して制御信号αの特
性を定め、位相歪の起こりがちな高周波領域でのエッジ
強調処理を控えるように機能させ、位相歪の発生を防い
でいる。これにより、通常よりも低い値の標本化周波数
でも、非線形位相歪の弊害を避けることができる。ま
た、低周波領域についてもαの特性を抑えているのは、
あまり緩やかな傾斜部の中程に段差を付けるのもおかし
な感じがすると思われるからである。このように、特性
制御回路を使って最適なエッジ強調効果を得ることがで
きる。

【０１２６】また、図１６の実施例ではエッジ強調信号
を得るために、非線形処理を行っているが、本発明はこ
うした非線形処理に限らず線形処理によるものであって
もなんら差し支えがなく、例えば従来技術の２次微分波
形によるエッジ強調信号の大きさを特性制御回路で制御
するなどにより、最適な周波数依存型の強調効果を得る
こともできる。

【０１２７】以上のように、本発明によるエッジ強調処
理では、入力信号と完全な相関関係があり、かつ自然な
形で滑らかに最適な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。

【０１２８】次に、第３実施例（請求項４に対応）につ
いて説明する。図３１は画質改善装置の第３実施例のブ
ロック構成図である。また、図３２は第３実施例内の制
御回路と移相器との詳細な構成例を示す図、図３３〜図
４５は第３実施例の動作説明図である。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、その回
路の信号波形をアナログ波形として示すものとする。

【０１２９】まず、図３１を用いて第３実施例の特徴と
なる機能を説明する。図において、２−１は直交高域濾
波器、２−２は同相高域濾波器、２−３は位相検出回
路、２−４は制御回路、そして２−５は移相器である。
なお、説明の便宜上、各回路自体の処理時間による信号
の遅れ、及びその遅れを単に補正するためだけに通常用
いられる遅延回路等は、説明上必要な場合を除いて省略
するものとする。

【０１３０】ラインＬ１からの入力信号Ｓａは、まず２
つの高域濾波器２−１及び２−２に加えられ高域成分が
抽出される。直交高域濾波器２−１は周波数特性の虚数
部が次式で表わされ、

【０１３１】

【数２４】

【０１３２】実数部が０であるような微分性の特性を有
している。低域の周波数特性を定めるパラメターβの値
は０〜１の範囲の値である。図３３（ａ）はβが０．２
５、即ちｆ１＝１ＭＨｚの時の周波数特性であり、図３
３（ｃ）がそのインパルス応答である。Ｓａに対して直
交即ち９０゜の位相差の高域成分Ｓｂが取り出される。
一方、同相高域濾波器２−２は周波数特性の実数部が次
式で表わされ、

【０１３３】

【数２５】

【０１３４】虚数部が０であるような高域濾波特性を有
している。図３３（ｂ）はβが０．２５の時の周波数特
性であり、図３３（ｄ）がそのインパルス応答である。
Ｓａに対して同位相の高域成分Ｓｃが取り出される。直
交高域濾波器２−１と同相高域濾波器２−２とは、振幅
特性Ｇ（ｆ）が同一で次式のような特性になっており、

【０１３５】

【数２６】

【０１３６】それぞれの高域成分出力は位相差がπ／２
で、直交関係になっている。数２４に示す特性は、虚数
部に値を持つ高域濾波特性であるので、その特性を有す
る濾波器を直交高域濾波器と呼び、数２５に示す特性
は、実数部に値を持つ高域濾波特性であるので、その特
性を有する濾波器を同相高域濾波器と呼んでいる。図３
３（ａ），（ｂ）に示す特性を、周波数の絶対値が０〜
ｆ１（＝βｆ２）の範囲で直線状に値が増加し、ｆ１〜
ｆ２の間で一定値、ｆ２以上で０になるように設定した
のは、テレビジョンの伝送特性と微分性の高域濾波特性
とを考慮したためであるが、結果的にこの設定は、本発
明を効果的に機能させる設定であった。

【０１３７】ラインＬ１からの入力信号Ｓａの例とし
て、図３５（ａ）のような余弦波を考える。その周波数
ｆは図３３（ａ）及び（ｂ）の輝度信号領域内の値（２
ＭＨｚ前後）とする。Ｓａを次式で表す事にすれば、

【０１３８】

【数２７】

【０１３９】直交高域濾波器２−１からの出力Ｓｂは次
式のようになり、波形図は図３５（ｂ）のようになる。

【０１４０】

【数２８】

【０１４１】また、同相高域濾波器２−２からの出力Ｓ
ｃは次式及び図３５（ｃ）の様になる。

【０１４２】

【数２９】

【０１４３】位相検出回路２−３には直交高域濾波器２
−１及び同相高域濾波器２−２からの信号Ｓｂ、Ｓｃが
供給される。これらの信号は位相差がπ／２であり、Ｓ
ｂ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して図示すると、図３４
（ａ）のようになる。従って、直交成分と同相成分との
ベクトル合成により、次式のような合成位相θi

【０１４４】

【数３０】

【０１４５】が求められる。位相値θi は、通常−π／
２〜π／２の範囲で計算される。ピタゴラスの定理によ
って求めた合成振幅Ａｍ（次式に示す）も参考の為に図
示してある。

【０１４６】

【数３１】

【０１４７】入力信号Ｓａが数２７の場合には、数３０
の合成位相値θi は次式の数３２となり、

【０１４８】

【数３２】

【０１４９】数３１の合成振幅値Ａｍは次式の数３３の
ように１になる。

【０１５０】

【数３３】

【０１５１】位相検出回路２−３からは次式のように求
めた位相値を信号Ｓｄとして、ラインＬ２を介して出力
される。図３５（ｄ）がＳｄ（= θi ）の波形図であ
る。

【０１５２】

【数３４】

【０１５３】次段の制御回路２−４では、まず位相値θ
i （= Ｓｄ）が−π／２〜π／２の範囲の値である事を
考慮して、次式のようにパラメ−タα（≧１）を用いた
非線形処理を行い、

【０１５４】

【数３５】

【０１５５】新たな位相値θo （= 信号Ｓｅ、出力位
相）に変換する。この非線形処理をθi＞０の範囲で図
示すると図３４（ｂ）のようになる。１点鎖線がα＝１
即ち非線形処理を行わない時の入出力特性であり、太い
実線がα＝４として非線形処理を行った時の特性であ
る。このようにαの値を大きくして零位相に近づける変
換処理をしている。次に、次式のように非線形変換処理
前後の位相値の差 dθを求め、これを信号Ｓｆとする。

【０１５６】

【数３６】

【０１５７】一方、入力位相値θi （= Ｓｄ）に対して
次式のように時間微分を行い、位相値θi の時間変動値
Ｓｇを求めている。

【０１５８】

【数３７】

【０１５９】数３２を考慮すれば、例として取り上げた
信号の場合には更に簡略化されて、次式のようになる。

【０１６０】

【数３８】

【０１６１】得られる微分値はこの例では図３５（ｅ）
のような負の一定値になるが、数３８で明らかなよう
に、周波数ｆの関数になっており、図３６（ａ）のの
ような周波数ｆに比例する特性になる。今、基準周波数
ｆｏを２ＭＨｚとし、ｆｏでのＳｇの値をＰとし、数３
７（数３８）をＰでノーマライズすると、数３９（数４
０）、即ち図３６（ａ）ののＱ特性のように、基準周
波数ｆｏ＝２ＭＨｚで１となる直線状の特性になる。

【０１６２】

【数３９】

【０１６３】

【数４０】

【０１６４】数４０のような周波数に比例する関係を使
えば、周波数依存の任意特性を作ることが可能になる。
例えば、次式即ち、図３６（ｂ）ののように

【０１６５】

【数４１】

【０１６６】周波数０〜２ＭＨｚの間で１で、周波数２
〜４ＭＨｚの間で直線状に減少し、他の周波数領域で零
となるような特性Ｋ（信号Ｓｈ）を作ることができる。
この周波数依存の特性曲線は後で説明する入力信号の移
相制御（所定時間隔てた信号値を移動して、元信号値と
入れ換える処理）のパラメータの１つとして使用され
る。この移相制御を理想的に行おうとする場合には、次
式のＫ’特性（図３６（ｂ）のに図示）のように、

【０１６７】

【数４２】

【０１６８】Ｑの逆数に設定すればよい。しかし、Ｋ’
特性の代わりにＫ特性を用いるのは、利かせ過ぎの弊害
を配慮したためである。数３６のＳｆと数４１のＳｈと
から移相制御の際の移相量即ち移相時間Ｔｄが次式で求
められる。

【０１６９】

【数４３】

【０１７０】この移相時間Ｔｄを単位時間、例えば標本
化周期ｔｓでノーマライズすれば、何単位離れた信号を
移相すればよいかが分かる。この関係を次式に示す。

【０１７１】

【数４４】

【０１７２】図３７に信号の標本値と移相時間との関係
を示してある。Ｘｎが信号の標本値であり、中央のＸ0
の値をＸ1 とＸ2 の中間にあたるＹで置き換える処理を
行う為に、前記の移相時間ＴｄそしてＳｉを求めてい
る。次段の移相器２−５では数４４の信号Ｓｉの制御に
基づき、入力信号ＳａをＳａ自身の前後の値で置き換え
る、次式のような移相処理を行っている。

【０１７３】

【数４５】

【０１７４】Ｓｉの値はＳａの波形変化部で大きな値に
なるので、この性質を使ってエッジ強調処理を行い出力
信号Ｓｊが求められる。以上が第３実施例の概念であ
る。更に、このエッジ強調の度合いを、好みに合わせて
調整したい場合には、例えば数４６のように、

【０１７５】

【数４６】

【０１７６】信号ＳｊとＳａとの差を求め、これを増幅
率γで増減する信号Ｓｋを求め、これをエッジ強調成分
として数４７の様に、入力信号Ｓａに重畳することで、
目的が達せられる。

【０１７７】

【数４７】

【０１７８】さて、次に図３２の細部構成図などを用
い、ラインＬ１からいくつかの具体的な信号を入力しな
がら、更に詳細な説明を行うことにする。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。上限が４
ＭＨｚ迄の周波数成分を有するこれらの入力信号に対
し、以下での処理で信号の波形変化部に非線形処理を施
し、周波数帯域４ＭＨｚを越える側波帯成分を再生付加
することでエッジ強調を行っている。

【０１７９】まず、ラインＬ１から入来する入力信号Ｓ
ａが、図３８（ａ）に示すような余弦波の場合について
説明する。これは周波数ｆ＝２ＭＨｚの輝度信号の例で
ある。

【０１８０】図３１において入力信号Ｓａは、まず直交
高域濾波器２−１に供給される。低域の特性を定めるパ
ラメターβの値は０．２５、即ちｆ１＝１ＭＨｚに設定
してある。この直交高域濾波器の出力波形Ｓｂは、図３
８（ｂ）のようになる。一方、入力信号Ｓａは、同相高
域濾波器２−２にも供給される。低域の特性を定めるパ
ラメタ−βの値は直交高域濾波器と同じで、０．２５、
即ちｆ１＝１ＭＨｚに設定してある。この同相高域濾波
器の出力波形Ｓｃは図３８（ｃ）のようになる。Ｓｂと
Ｓｃとは位相差がπ／２で、直交関係になっている。

【０１８１】２つの高域濾波器からの信号ＳｂとＳｃと
が供給された２−３の移相検出回路では、数３０に基づ
き位相値θi が求められる。位相値θi 、即ち信号Ｓｄ
の波形図を図３８（ｄ）に示す。図ではＳｄを数４８の
ように、π／２でノーマライズして−１〜１の範囲でＳ
dz（＝θiz、なお添え字のｚは簡略化表現を示す記号と
する。以下同主旨）として表示してある。

【０１８２】

【数４８】

【０１８３】数３４を数４８のような形にすると、すで
に概略説明の中で用いた、これに関連する信号Ｓｅ、Ｓ
ｆ、Ｓｇは各々次式の、数４９、数５０、数５１の信号
Ｓez、Ｓfz、Ｓgzのように簡略化される。

【０１８４】

【数４９】

【０１８５】

【数５０】

【０１８６】

【数５１】

【０１８７】更に、数３９のＱは値そのものに変化はな
いが、内容上は下記の数５２のようになる。数４３の移
相時間Ｔｄも値そのものに変化はないが、下記の数５３
のような形で求められることになる。

【０１８８】

【数５２】

【０１８９】

【数５３】

【０１９０】ここで、話を元に戻して図３１の説明を続
ける事にする。位相検出回路２−３の出力Ｓｄはライン
Ｌ２を介して次の制御回路２−４に供給される。図３２
（ａ）が制御回路の内部構成例である。なお、図３２の
符号は、図２、図１７の符号と一致しても、同一の部分
を表すものではない。信号Ｓｄはまず、ブロック４−１
に加えられる。これはテーブルルックアップ方式のＲＯ
Ｍなどで構成された非線形変換器であり、Ｓｄ即ち位相
値θi に数３５の様な処理を行い、出力位相値θo （＝
Ｓｅ）を求めている。図３８（ｅ）はパラメータα＝４
のときの出力位相値の波形図である。この波形図はピー
ク値を１にノーマライズしてあり、数４９に基づき表示
している。

【０１９１】次のブロック４−２は減算器であり、Ｓｄ
とＳｅとの差即ち位相差（θi −θo ）を数３６のよう
にして dθを求め、信号Ｓｆを得ている。図３８（ｆ）
にＳｆの波形図を示してあるが、やはりノーマライズし
た数５０のＳfzのように表示している。

【０１９２】ブロック４−３では数３７（または数５
１）の位相微分を行っている。図３５（ｄ）（及び図３
８（ｄ））を見ても分かるように、位相値の特性は計算
上では−π／２〜π／２の範囲内の値しか求まらないの
で、これをそのまま微分すると−π／２からπ／２に変
わる所が見かけ上の特異点になり、大きな値になる。従
って、位相値を微分する際には、この特異点の検出とそ
こでの微分値の修正処理が必要になる。

【０１９３】図３２（ｂ）はこの特異点処理を含んだ微
分回路の詳細回路図である。ブロック４３−１と４３−
２は微小単位時間Ｔの遅延回路であり、信号Ｓｄ即ち位
相値θi （ｔ）から時間Ｔだけ前の値θi （ｔ−Ｔ）
と、更に時間Ｔだけ前の値θi （ｔ−２Ｔ）を得てい
る。ブロック４３−３ではθi （ｔ）が正の時にはπ／
２を減算し、負の時にはπ／２を加算して新たな位相値
θi2（ｔ）得る変換器である。ブロック４３−４では
θi （ｔ−Ｔ）が正の時にはπ／２を減算し、負の時に
はπ／２を加算して新たな位相値θi2（ｔ−Ｔ）得る、
やはり変換器である。ブロック４３−５では θi （ｔ
−２Ｔ）が正の時にはπ／２を減算し、負の時にはπ／
２を加算して新たな位相値θi2（ｔ−２Ｔ）得る、やは
り変換器である。

【０１９４】ブロック４３−６〜４３−９は減算器であ
り、ブロック４３−６ではθi （ｔ）からθi （ｔ−
Ｔ）を減算し、ブロック４３−７ではθi （ｔ−Ｔ）か
らθi（ｔ−２Ｔ）を減算し、ブロック４３−８ではθi
2（ｔ）からθi2（ｔ−Ｔ）を減算し、ブロック４３−
９ではθi2（ｔ−Ｔ）からθi2（ｔ−２Ｔ）を減算して
いる。

【０１９５】ブロック４３−Ａは比較器であり、ブロッ
ク４３−６と４３−８の出力の中で絶対値の小さい方の
値を出力している。ブロック４３−Ｂも比較器であり、
ブロック４３−７と４３−９の出力の中で絶対値の小さ
い方の値を出力している。ブロック４３−Ｃは加算器で
あり、ブロック４３−Ａと４３−Ｂからの信号を合成し
て微分値Ｓｇとして出力する。ブロック４３−１、４３
−２、４３−６〜４３−９、４３−Ｃなどは汎用のディ
ジタル回路で構成でき、他のブロック４３−３〜４３−
５、４３−Ａ、４３−Ｂなどは、予想される入力値に対
応した出力値を予め計算して書き込んだ、テ−ブルルッ
クアップ方式のＲＯＭなどで構成することができる。

【０１９６】微分回路４−３の出力Ｓｇを図３８（ｇ）
に示してあるが、実際の表示には数５１のＳgzを用いて
いる。位相値θi の波形図が図３８（ｄ）のように右下
がりであることから分かるように、負の一定値になる。
ブロック４−４は図３６（ａ）について説明したよう
に、供給される信号Ｓｇを数３８に見立てて、基準周波
数ｆｏ（２ＭＨｚに設定）でのＳｇの値（＝Ｐ）でノー
マライズし、数３９（数４０）のＱ特性を求め、図３６
（ｂ）の即ち、数４１の様な制御特性Ｋ（＝Ｓｈ）を
求めている。このブロックの機能もまた、予想される入
力値に対応した出力値を予め計算して書き込んだ、テー
ブルルックアップ方式のＲＯＭなどで構成することがで
きる。信号Ｓｈの波形図を図３８（ｈ）に示すが、この
場合は値が１の一定値である。この制御特性Ｋは信号Ｓ
ｈとして次段に供給される。

【０１９７】ブロック４−５では供給される信号Ｓｆと
Ｓｈとから、数４３そして数４４のように、移相時間Ｔ
ｄを求め、さらにこれを単位時間ｔｓで換算して信号Ｓ
ｉを求め、ラインＬ３から出力される。単位時間ｔｓは
ディジタル回路で扱う場合には標本化周期と考えてよ
い。図３９（ｉ）がＳｉの波形図である。

【０１９８】図３１に戻って、信号ＳａとＳｉが供給さ
れる移相器２−５の具体回路構成例を図３２（ｃ）に示
す。ラインＬ１を介して供給される信号Ｓａはまず、遅
延回路ブロック５−１に入る。この遅延回路は縦続接続
された偶数個（２Ｎ個）の単位遅延回路（ブロック３−
１〜３−２Ｎ）から成っており、各単位遅延回路の入出
力端よりＸN 〜Ｘ0 〜Ｘ-Nなる２Ｎ＋１個の信号を出力
している。この信号配列は図３７に対応しており、Ｘ0
が移相処理の基準となる中央値である。ＸN 〜Ｘ0 〜Ｘ
-Nなる２Ｎ＋１個の信号は次のブロック５−２及び５−
３のスイッチ回路に供給される。これらのスイッチ回路
は後述のブロック５−５からの制御信号により、入力さ
れる２Ｎ＋１個の信号の中から１つの信号を選択して出
力する働きをする。

【０１９９】さて、ラインＬ３から供給された信号Ｓｉ
はまず、遅延回路５−４で前述のブロック５−１の入力
Ｓａが中央値Ｘ0 として出力される迄の遅延時間を補正
され、更にブロック５−５で図３７に示したように、中
央値Ｘ0 から単位時間ｔｓ喚算で何番目（ＸＡ）と何番
目（ＸＢ）の間の信号をＹとするかを信号Ｓｉから割り
出し、ブロック５−２と５−３のスイッチ開閉の為の制
御信号を作りまた、前述のＸＡとその１つ隣のＸＢとの
信号の混合率をブロック５−６と５−７に設定する働き
をしている。ブロック５−２から出力される信号をＸ
Ａ、ブロック５−３から出力される信号をＸＢ、ブロッ
ク５−６で与えられる混合率をａ、ブロック５−７で与
えられる混合率をｂとし、次の加算器５−８で次式のよ
うに２つの信号が合成された信号Ｙを得る。

【０２００】

【数５４】

【０２０１】この信号ＹがラインＬ４から信号Ｓｊとし
て出力される。図３９（ｊ）がＳｊの波形図である。こ
のＳｊが図３１の最終出力信号であるが、図３８（ａ）
の入力信号Ｓａの波形図と比較すると明かなエッジ強調
効果が分かる。概論で触れたように、これに更に図３２
（ｄ）のようなエッジ強調度合いを調節する回路を付け
加えることも出来る。

【０２０２】減算器６−１では信号ＳｊからＳａを減算
し、その出力を増幅率γの増幅器６−２でγ倍に増幅し
て信号Ｓｋを得、加算器６−３で入力信号ＳａにＳｋを
加算して信号ＳｌをラインＬ５を介して出力している。
増幅率γの値を調節することによって、最適なエッジ強
調効果を得る事ができる。図３９（ｋ）が増幅率γ＝
０．５の時の信号Ｓｋの波形図であり、図３９（ｌ）が
信号Ｓｌの波形図である。この例はエッジ強調効果を半
減してみた例である。

【０２０３】次に、余弦波入力信号Ｓａの周波数ｆの値
を変えて、エッジ強調の効果を確かめてみることにす
る。図４０は余弦波入力信号Ｓａの波形図であり、周波
数ｆの値を次のように与え、余弦波を２サイクル描ける
ように時間軸を設定して描いてある。 図４０（ａ） ．．． ｆ＝１．００ＭＨｚ 図４０（ｂ） ．．． ｆ＝２．００ＭＨｚ 図４０（ｃ） ．．． ｆ＝３．００ＭＨｚ 図４０（ｄ） ．．． ｆ＝３．５８ＭＨｚ

【０２０４】図４１（ａ）〜（ｄ）は図４０（ａ）〜
（ｄ）の各々に対応する図３１の出力信号Ｓｊの波形図
であるが、図３３と図３６との総合特性の影響が出てお
り、ｆ＝２ＭＨｚの波形図に最大のエッジ強調効果が見
られ、更に周波数が大きくなっても、小さくなってもそ
の効果が減少していく様子が良くわかる。図３３の高域
濾波器は位相の検出感度と位相特性（位相の時間変化）
に影響し、図３６の制御特性は前述の高域濾波器の影響
を加味した、任意の周波数依存の特性を設定するために
利用できる。

【０２０５】なお、高域濾波器のパラメータβは、主と
して感度向上、特に低域周波数成分の位相特性への影響
を考慮して、０．２５前後の小さめの値に設定した方が
よい。

【０２０６】次に、入力信号Ｓａが図４２（ａ）のよう
な右下がりの傾斜の波形について各部の応答を求めてみ
ることにする。この傾斜部は約２ＭＨｚの周波数成分を
持っている。図４２（ａ）〜図４３（ｌ）は図３８
（ａ）〜図３９（ｌ）に一対一に対応している。入力信
号Ｓａと第１の出力信号Ｓｊとを比較すると、明かなエ
ッジ強調効果が見られ、且つ不自然な感じを抱かせない
滑らかな強調効果であることが確認できる。図４３
（ｋ）については増幅率γの値を１．２５としてあるの
で、図４３（ｌ）の第２の出力信号Ｓｌは前述のＳｊに
比較して、更にエッジ強調の度合いが進んでいることが
わかる。

【０２０７】図４２（ａ）の入力信号Ｓａは５μｓの正
極性のパルスの右サイドから取ったものであるが、エッ
ジ強調処理によるそのスペクトルの変化を求めたものを
図４４に示す。図４４（ａ）が入力信号Ｓａのスペクト
ル、図４４（ｂ）が第１の出力信号Ｓｊのスペクトル、
図４４（ｃ）がエッジ強調信号Ｓｋのスペクトル、そし
て図４４（ｄ）が第２の出力信号Ｓｌのスペクトルであ
る。このように本提案では制御回路及び移相器の働きに
より、入力信号Ｓａの側波帯成分を再生し、これに付加
することで、強調効果を得ていることが確認できる。

【０２０８】エッジ強調効果に影響するもう１つのパラ
メータとして、制御回路で位相値を非線形処理する際に
使用したパラメータαがある。その効果を確かめた波形
図が図４５である。図４５（ａ）は入力信号Ｓａの波形
図であり、図４５（ｂ）はα＝２とした時の出力信号Ｓ
ｊ、図４５（ｃ）はα＝４とした時のＳｊ、図４５
（ｄ）はα＝８とした時のＳｊの波形図である。αの値
を大きくしていくにつれて、エッジ強調効果が大きくな
っていくことが分かる。しかし、あまりαの値を大きく
しても、効果自体が飽和してしまうので、α＝８程度が
実用上の上限と思われる。ちなみに、α＝１はエッジ強
調を行わないでそのまま出力する、Ｓｊ＝Ｓａとなる処
理である。

【０２０９】さて、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、処
理過程における波形の零クロス点のずれ、即ち位相歪が
起こりがちになることである。本発明では、直交及び同
相高域濾波器から求めた信号の合成位相値を併用してい
るので、比較的こうした歪は少ない方である。しかしな
がら、パラメータαの値を大きくしていくと、やはりこ
うした現象を避けることが出来なくなる。

【０２１０】この種の位相歪を回避するために、本提案
では波形変化部の位相値を求め、この位相の変化が周波
数特性に対応していることを利用して制御特性を定め、
位相歪の起こりがちな高周波領域でのエッジ強調処理を
控えるように機能させ、位相歪の発生を防いでいる。こ
れにより、通常よりも低い値の標本化周波数でも、非線
形位相歪の弊害を避けることができる。また、低周波領
域について移相特性を抑えているのは、あまり緩やかな
傾斜部の中程に段差を付けるのもおかしな感じがすると
思われるからである。このように、制御回路を使って波
形変化部の周波数特性に適合した移相処理を行えるの
で、最適なエッジ強調効果を得ることができる。また、
図３１の実施例でエッジ強調信号を得るために、非線形
処理を行っているが、その非線形処理は数３５に示す処
理に限らず他の非線形処理を用いることもできる。例え
ば、本発明者による特願平3-313605号（整理番号:H0300
0870、出願日：平成３年１０月３１日）、及び特願平3-
360616号（整理番号:H03001093、出願日：平成３年１２
月２７日）などで示した、いくつかの非線形位相処理を
応用することにより、用途に合わせた最適な周波数依存
型の強調効果を得ることもできる。

【０２１１】以上のように、第３実施例によるエッジ強
調処理では、入力信号と完全な相関関係があり、かつ自
然な形で滑らかに最適な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。

【０２１２】上述の第１〜第３実施例の構成要素の各ブ
ロック自体は、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、各実施例とも、装置全体は低コスト
で実現できる。

【０２１３】また、第１〜第３実施例の説明では、入力
信号例として、テレビジョン信号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、拡大縮小画像データに対する同様の処理などを、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、また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。ＮＴＳＣからＨＤＴＶに至る各
種の放送方式、これらの信号を記録再生するＶＴＲ、ま
た各種のコンピュータ画像など、低解像度から高解像度
の再生画像の画質の均一化に特に効果がある。更に、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。

【０２１４】

【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、入力信号の波
形変化部（傾斜部分）の略中点位置に波形段差を適格に
付加することにより行い、その結果入力信号の有する周
波数帯域外の周波数成分が付加された出力信号が得ら
れ、再生画像の輪郭が強調される。（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に対し、この発明のエッジ
強調は、原信号の振幅内の振幅変化に極力押え込むこと
ができるエッジ強調である。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。

【０２１５】（ハ）入力信号に対する波形エッジ強調の
度合は、入力信号の含有周波数に依存すると共に、その
度合は振幅情報と位相情報とを含めて完全な相関関係が
保たれておる。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、処理後の画質は観賞
者に対して違和感を与えることなく、この画質改善装置
は、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）非線形処理によりエッジ強調処理を行っているの
にも関わらず、互いに直交関係にある同相及び直交高域
濾波器からの信号により得られる合成振幅及び合成位相
による非線形処理なので、原信号との相関性が保たれた
滑らかな波形急峻化が行われる。

【０２１６】（ホ）含有周波数を考慮したエッジ強調処
理を行っているので、ディジタル回路で構成する場合で
も、非線形位相歪が特に少ないなど、（ハ）で述べた効
果がディジタル構成の場合でも十分に発揮できる。 （ヘ）波形形成器、同相及び直交高域濾波器のパラメー
タ、そして制御信号の特性を最適化することで、波形形
成器の非線形処理を効果的に機能させることができる。 （ト）本発明の画質改善装置における各構成要素自体
は、市販のＩＣ等の汎用部品を用いて、簡単な回路構成
で実現できるので、この画質改善装置は装置全体が低コ
ストであると共に、容易に製造でき、さらに幅広い用途
を有しているので工業上有効、有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念図と第１実施例とを示す図であ
る。

【図２】第１実施例の波形形成器及び制御信号形成回路
の具体的な構成例を示す図である。

【図３】第１実施例の動作説明図である。

【図４】第１実施例の動作説明図である。

【図５】第１実施例の動作説明図である。

【図６】第１実施例の動作説明図である。

【図７】第１実施例の動作説明図である。

【図８】第１実施例の動作説明図である。

【図９】第１実施例の動作説明図である。

【図１０】第１実施例の動作説明図である。

【図１１】第１実施例の動作説明図である。

【図１２】第１実施例の動作説明図である。

【図１３】第１実施例の動作説明図である。

【図１４】第１実施例の動作説明図である。

【図１５】第１実施例の動作説明図である。

【図１６】本発明の第２実施例のブロック構成図であ
る。

【図１７】第２実施例の波形形成器及び特性制御回路の
具体的な構成例を示す図である。

【図１８】第２実施例の動作説明図である。

【図１９】第２実施例の動作説明図である。

【図２０】第２実施例の動作説明図である。

【図２１】第２実施例の動作説明図である。

【図２２】第２実施例の動作説明図である。

【図２３】第２実施例の動作説明図である。

【図２４】第２実施例の動作説明図である。

【図２５】第２実施例の動作説明図である。

【図２６】第２実施例の動作説明図である。

【図２７】第２実施例の動作説明図である。

【図２８】第２実施例の動作説明図である。

【図２９】第２実施例の動作説明図である。

【図３０】第２実施例の動作説明図である。

【図３１】第３実施例ブロック構成図である。

【図３２】第３実施例内の制御回路と移相器との詳細な
構成例を示す図である。

【図３３】第３実施例の動作説明図である。

【図３４】第３実施例の動作説明図である。

【図３５】第３実施例の動作説明図である。

【図３６】第３実施例の動作説明図である。

【図３７】第３実施例の動作説明図である。

【図３８】第３実施例の動作説明図である。

【図３９】第３実施例の動作説明図である。

【図４０】第３実施例の動作説明図である。

【図４１】第３実施例の動作説明図である。

【図４２】第３実施例の動作説明図である。

【図４３】第３実施例の動作説明図である。

【図４４】第３実施例の動作説明図である。

【図４５】第３実施例の動作説明図である。

【符号の説明】

ａ−１ 高域濾波器 ａ−２ 位相検出器 ａ−３ 波形形成器 ａ−４ 制御信号形成回路 ａ−５ 利得制御回路 ａ−６ 加算器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号から高域周波数成分を抽出する高
   域濾波器と、 前記高域周波数成分の位相値を検出する位相検出器と、 前記位相値から少なくとも微分回路を用いて所定周波数
   特性に依存した制御信号を形成する制御信号形成回路
   と、 前記高域周波数成分から第１の波形エッジ強調信号を得
   る波形形成器と、 前記第１の波形エッジ強調信号を前記制御信号に応じて
   制御し、第２の波形エッジ強調信号を得る制御回路と、 前記入力信号に前記第２の波形エッジ強調信号を加算す
   る加算器とにより構成し、 前記入力信号の波形変化部を急峻化した出力信号を得る
   ことを特徴とする画質改善装置。
2. 【請求項２】入力信号を第１の信号とし、 前記第１の信号が供給され、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、この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を行い、前記第１の信号の波形変
   化部を急峻化するための第１の波形エッジ強調信号であ
   る第４の信号を出力する波形形成器と、 前記第２及び第３の信号から得られる前記位相値から、
   所定周波数特性に依存した制御信号である第５の信号
   を、少なくとも微分回路を用いて得る制御信号形成回路
   と、 前記第４及び第５の信号が供給され、前記第４の信号の
   大きさを前記第５の信号に応じて制御して得た第２の波
   形エッジ強調信号である第６の信号を出力する利得制御
   回路と、 前記第１の信号に前記第６の信号を加算する加算器とに
   より構成し、 前記入力信号の波形変化部を急峻化した出力信号を得る
   ことを特徴とする画質改善装置。
3. 【請求項３】入力信号を第１の信号とし、 前記第１の信号が供給され、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、この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を行い、前記第１の信号の波形変
   化部を急峻化するためのエッジ強調信号である第４の信
   号を出力する波形形成器と、 前記第２及び第３の信号から得られる前記位相値から、
   少なくとも微分手段を用いて、所定周波数特性に依存し
   た制御信号である第５の信号を得る特性制御回路と、 前記第１の信号に前記第４の信号を加算する加算器とに
   より構成し、 前記波形形成器は、前記第４の信号を得るための前記非
   線形特性を前記第５の信号に応じて制御し、 前記入力信号の波形変化部を急峻化した出力信号を前記
   加算器より得ることを特徴とする画質改善装置。
4. 【請求項４】入力信号を第１の信号とし、 前記第１の信号が供給され、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、この２つの信号の
   ベクトル合成することによって得られる位相値を第４の
   信号として出力する位相検出回路と、 前記第４の信号である位相値の時間変化を求めて、所定
   周波数特性に依存した制御信号である第５の信号を得る
   制御回路と、 前記第１の信号のある時点での信号値を、その時点に対
   して時間軸上で前後の時点の信号値と入れ換える処理を
   前記第５の信号に基づいて行い、前記第１の信号の波形
   変化部を急峻化させる移相器とより構成したことを特徴
   とする画質改善装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の画質改善装置において、前
   記制御回路は、 前記第４の信号を第１の位相値とし、この第１の位相値
   から少なくとも微分手段によって前記第１の信号の位相
   の変化を求め、前記位相の変化に基づき所定周波数特性
   に依存した第１の制御信号を求めると共に、 前記第１の位相値を非線形処理して第２の位相値を求
   め、前記第１の位相値と前記第２の位相値との差をとっ
   て差分位相値を求め、 前記差分位相値と前記第１の制御信号とから第２の制御
   信号を求め、この第２の制御信号を前記第５の信号とし
   て出力するようにしたことを特徴とする画質改善装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の画質改善装置において、前
   記制御回路は、 前記第１の制御信号によって、前記第１の信号の周波数
   成分が所定周波数よりも高くなるに従い、また逆に低く
   なるに従い、共に前記移相器の時間移動量を少なくし、
   エッジ急峻化の度合いを抑えるように制御することを特
   徴とする画質改善装置。