JPH0628475B2 - 適応型輪郭信号抽出フイルタ - Google Patents

適応型輪郭信号抽出フイルタ

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JPH0628475B2
JPH0628475B2 JP60062486A JP6248685A JPH0628475B2 JP H0628475 B2 JPH0628475 B2 JP H0628475B2 JP 60062486 A JP60062486 A JP 60062486A JP 6248685 A JP6248685 A JP 6248685A JP H0628475 B2 JPH0628475 B2 JP H0628475B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は適応型輪郭信号抽出フィルタに関し、特に、
輝度信号と色信号とが周波数多重されている複合映像信
号から輪郭信号をディジタル的に抽出するような適応型
輪郭信号抽出フィルタに関する。
[従来の技術] 画像情報からその輪郭成分を抽出する方式は、古くから
各方面により種々提案されていて、たとえばテレビジョ
ン受像機においては、輝度信号から輪郭信号を抽出し、
これを元の輝度信号に加え合わせることにより画像の鮮
鋭度の向上を図っている。
PAL方式の複合映像信号S(t)は、輝度信号Y
(t)と、2つの色差信号U(t)およびV(t)の色
副搬送波fsc=4.43361875MHzで直角2相
変調した色信号C(t)との複合信号となっている。す
なわち、 S(t)=Y(t)+C(t) =Y(t)+U(t)sin2πfsct±V
(t)cos2πfsct 但し、V(t)の符号は走査線ごとに、+と−とに切換
えられる。
従来、行なわれているこの種の輪郭抽出フィルタは、ア
ナログ形式のものでもディジタル形式のものでも、たと
えば上述の複合映像信号S(t)から上述の輝度信号Y
(t)を分離し、この分離された輝度信号Y(t)に対
し、水平輪郭抽出フィルタにより、水平輪郭信号を得
て、また、垂直輪郭抽出フィルタにより垂直輪郭信号を
得るという構成が一般的であった。以下、水平輪郭抽出
フィルタおよび垂直輪郭抽出フィルタについて説明す
る。
第4図は従来のディジタル方式の水平輪郭抽出フィルタ
の一例を示す図である。第4図において、入力端子1か
らA/D変換器2にアナログ複合映像信号が与えられ
る。A/D変換器2はアナログ信号をディジタル信号に
変換するものであって、変換したディジタル信号を輝度
信号と色信号とに分離する輝度信号色信号分離回路3に
与える。輝度信号色信号分離回路3によって分離された
輝度信号は水平輪郭抽出フィルタ8に与えられる。この
水平輪郭抽出フィルタ8は第1の遅延回路51と第2の
遅延回路52と係数回路6と加算回路7とから構成され
る。水平輪郭抽出フィルタ8から抽出された輪郭信号は
出力端子4に出力される。
次に、第4図に示した水平輪郭抽出フィルタの動作につ
いて説明する。入力端子1に入力されたアナログ複合映
像信号は、A/D変換器2に与えられる。A/D変換器
2は、或る定められた標本化周波数fにより、アナロ
グ複合映像信号をディジタル複合映像信号に変換する。
A/D変換器2から出力されたディジタル複合映像信号
は、輝度信号色信号分離回路3によって輝度信号と色信
号とに分離される。輝度信号色信号分離回路3によって
分離された輝度信号は、水平輪郭抽出フィルタ8の第1
の遅延回路51に与えられるとともに、加算回路7にも
与えられる。第1の遅延回路51の出力は、第2の遅延
回路52に与えられるとともに、係数回路6にも与えら
れる。この係数回路6は第1の遅延回路51の出力信号
を“−2倍”するように構成されている。また、第1お
よび第2の遅延回路51,52の遅延時間は上述の標本
化周波数fの逆数で定められていて、A/D変換回路
2の出力であるディジタル信号系列の1標本間隔Tとな
るように構成されている。
加算回路6は輝度信号色信号分離回路3の出力と係数回
路6の出力と第2の遅延回路52の出力とを加算するよ
うに構成されている。したがって、輝度信号色信号分離
回路3の出力信号である輝度信号f(t)が或る時刻t
=nTでf(nT)であったとすると、上述の説明から
理解されるように、加算回路7の出力は、 f(nT)−2f{(n−1)T} +f{(n−2)T} が得られる。これは、上述の輝度信号f(t)の画面上
水平方向の2次微分であり、したがって輝度信号の水平
方向高域成分すなわち水平方向の輪郭信号が抽出され
る。
第5図は従来のディジタル方式の垂直輪郭抽出フィルタ
の一例を示す図である。第5図において、垂直輪郭抽出
フィルタ9は第3および第4の遅延回路53,54と係
数回路6と加算回路7とによって構成され、A/D変換
器2および輝度信号色信号分離回路3は第4図のものと
同じである。第3および第4の遅延回路53,54の遅
延時間は1水平走査時間となるように構成され、遅延回
路6および加算回路7は第4図の場合と同様に構成さ
れ、係数回路6は第3の遅延回路53の出力を“−2
倍”し、加算回路7は輝度信号色信号分離回路3の出力
と係数回路6の出力と第4の遅延回路54の出力とを加
算する。したがって、第4図における説明から明らかな
ように、第5図に示した垂直輪郭抽出フィルタでは、輝
度信号色信号分離回路3の出力信号である輝度信号に対
して、画面上垂直方向の2次微分をすることになるの
で、輝度信号の垂直方向の高域成分すなわち垂直方向の
輪郭信号が抽出される。
第6図は第4図に示した水平輪郭抽出フィルタと第5図
に示した垂直輪郭抽出フィルタとを重ね合わせて構成し
た従来の輪郭抽出フィルタを示す図である。第6図にお
いて、輪郭抽出フィルタ10は水平方向および垂直方向
の輪郭信号を抽出するフィルタであって、第1および第
2の遅延回路51,52は第4図で説明した第1および
第2の遅延回路51,52と同一の遅延時間を有するも
のである。また、第5,第6の遅延回路55,56は1
水平走査時間から第1および第2の遅延回路51,52
の有する遅延時間を差引いた遅延時間となるように構成
されている。したがって、第1の遅延回路51の遅延時
間と第5の遅延回路55の遅延時間を合わせた遅延時間
は1水平走査時間となり、第2の遅延回路52の遅延時
間と第6の遅延回路56の遅延時間を合わせた遅延時間
は1水平走査時間となっている。
係数回路6は入力信号を“−4倍”するように構成さ
れ、加算回路7は輝度信号色信号分離回路3の出力と第
5の遅延回路55の出力と係数回路6の出力と第2の遅
延回路52の出力と第6の遅延回路56の出力を加算す
るように構成されている。すなわち、輪郭抽出フィルタ
10は第5の遅延回路55と第1の遅延回路51,第2
の遅延回路52,第6の遅延回路56,係数回路6,加
算回路7で構成される垂直輪郭抽出フィルタと、第1の
遅延回路51,第2の遅延回路52,係数回路6および
加算回路7によって構成される水平輪郭抽出フィルタを
重ね合わせた構成となっているので、垂直輪郭信号およ
び水平輪郭信号を抽出することができる。
[発明が解決しようとする問題点] 上述のごとく、従来の輪郭信号抽出フィルタは、輝度信
号を使用して輪郭信号を抽出していたために、複合映像
信号を輝度信号と色信号とに分離する輝度信号色信号分
離回路3に必要な1水平走査時間信号を遅延させる遅延
回路と、輪郭抽出フィルタに必要な1水平走査時間信号
を遅延させる遅延回路とを共用することができず、コス
トアップが避けられないという問題点があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、輝度信号色信号
分離回路に必要な遅延回路と輪郭抽出フィルタに必要な
遅延回路を共用し、複合映像信号から直接輪郭信号を抽
出できる新規な適応型輪郭信号抽出フィルタを提供する
ことである。
[問題点を解決するための手段] この発明に係る適応型輪郭信号抽出フィルタは、変換手
段によってPAL方式の複合映像信号を色副搬送波の4
倍の標本化周波数によって標本化してディジタル信号に
変換し、当該標本点と色副搬送波位相が逆相である画面
上2水平走査線だけ上の上標本点と、当該水平走査線で
2標本点左の左標本点と、当該水平走査線で2標本点右
の右標本点と、当該標本点から2水平走査線だけ下の下
標本点とを遅延手段とにより得て、上標本点と下標本点
の標本値の差分から画面垂直方向の信号変化を求め、右
標本点と前記左標本点の標本値の差分から画面水平方向
の信号変化を求め、上標本点と下標本点と右標本点と左
標本点の標本値から画面水平方向の輪郭成分と画面垂直
方向の輪郭成分を抽出し、垂直変化,水平変化および輪
郭抽出のそれぞれの出力を用いて、信号変化の大きい方
向の輪郭成分を選択するように構成される。
[作用] この発明に係る適応型輪郭信号抽出フィルタは、色副搬
送波の位相が逆相である近隣の画素信号を用い、信号変
化の大きい方向を検出し、信号変化の大きい方向の画素
信号を使用して2次微分の演算を行ない、輪郭信号を抽
出する。それによって、複合映像信号に対して精度良く
輪郭信号の抽出が可能となる。
[発明の実施例] 第1図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。第1図において、入力端子1を介してA/D変換器
2に複合映像信号が与えられる。このA/D変換器2に
はパルス発生器3から複合映像信号の色副搬送波周波数
scの4倍の周波数fの標本化パルスが与えられ
る。A/D変換器2は複合映像信号をディジタル信号に
変換して、輪郭抽出フィルタ11に与える。輪郭抽出フ
ィルタ11は第1および第2の遅延回路201,202
と、第1および第2の加算回路221,222と、1/
4倍回路23と、第1,第2および第3の減算回路24
1,242および243と、第1および第2の絶対値回
路251,252と、比較回路26と、符号反転回路2
7と、乗算回路28とから構成される。上述の第1およ
び第2の遅延回路201,202はA/D変換器2の出
力である標本値系列を2水平走査時間から2標本期間分
を差引いた時間だけ遅延させるものである。遅延回路2
1はA/D変換器2の出力である標本値系列を遅延させ
るものである。
第1の加算回路221は第1の遅延回路201の出力と
遅延回路21の出力を加算するものである。また、第2
の加算回路222はA/D変換器2の出力と第2の遅延
回路202の出力を加算するものである。第1の減算回
路241は第1の加算回路221の出力信号から第2の
加算回路222の出力信号を減算する回路である。1/
4倍回路23は第1の減算回路241の出力を1/4倍
するように構成されている。第1の絶対値回路251は
減算回路243の出力の絶対値を求めるものであり、第
2の絶対値回路252は減算回路242の出力の絶対値
を求めるものである。符号反転回路27は比較回路26
の比較出力に応じて、1/4倍回路の出力の符号を反転
するものである。
第2図は標本化パルスによって標本化されたPAL方式
の複合映像信号の標本化信号系列を示す図であり、第3
図はこの発明の一実施例の具体的な動作を説明するため
の図であって、第2図に示した標本値系列に記号を付し
たものである。
次に、第1図ないし第3図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。まず、第3図に
示した標本点P3の輪郭抽出について説明する。今、或
る時刻Tにおいて、A/D変換器2から標本点P5の標
本値が出力されたとすると、 第1の遅延回路201の出力は標本点P4の標本値、 第2の遅延回路202の出力は標本点P1の標本値、 遅延回路21の出力からは標本点P2の標本値がそれぞ
れ出力される。第1の加算回路221は第1の遅延回路
201の出力と遅延回路21の出力とを加算し、第2の
加算回路222はA/D変換器2の出力と第2の遅延回
路202の出力とを加算し、第1の減算回路241は第
1の加算回路221の出力から第2の加算回路222の
出力信号を減算し、1/4倍回路23は第1の減算回路
241の出力を1/4倍する。したがって、この1/4
倍回路23の出力信号は、今の場合、 −1/4(標本点P1の標本値) −1/4(標本点P5の標本値) +1/4(標本点P2の標本値) +1/4(標本点P4の標本値)…(1) となる。これは、また次のようにも書くことができる。
[−1/4(標本点P1の標本値) +1/2(標本点P3の標本値) −1/4(標本点P5の標本値)] −[−1/4(標本点P2の標本値) +1/2(標本点P3の標本値) −1/4(標本点P4の標本値)]…(1′) 上述の第(1′)式における第1項(最初の( )の
中)は画像の垂直方向の2次微分を表わし、第2項(2
番目の( )の中)は同様に水平方向の2次微分を表わ
している。垂直方向にのみ輝度信号が変化し、水平、垂
直両方向に色が変化していなければ、上式の第1項が輝
度信号の輪郭成分と色信号成分の和となり、第2項は色
信号成分となる。
したがって、上述の第(1′)式により、第1項に含ま
れる色信号成分は第2項によって打消され、輝度信号に
対する垂直方向の輪郭成分が取出せる。また、水平方向
にのみ輝度が変化し、水平,垂直両方向に色が変化して
いなければ、第(1′)式の第1項は色信号成分とな
り、第2項は輝度信号の輪郭成分と色信号成分の和とな
る。したがって、第(1′)式の符号を変えることによ
り、前述の説明と同様にして、輝度信号に対する水平方
向の輪郭成分が取出せる。色信号が空間的に変化する場
合は、第(1′)式第1項の色信号成分と第2項の色信
号成分が正確には一致しないため、第(1′)式で与え
られる輪郭補償信号に多少の色信号成分の漏れ込みが生
じるが、実用上問題はない。
さらに、A/D変換器2,第2の遅延回路202のそれ
ぞれの出力信号は第3の減算回路243に与えられ、こ
の減算回路243の出力は第1の絶対値回路251で絶
対値がとられる。したがって、第1の絶対値回路251
の出力信号Tは、 T=|(標本点P1の標本値) −(標本点P5の標本値)| となる。また、第1の遅延回路201,遅延回路21の
それぞれの出力は、第2の減算回路242に与えられ、
この減算回路242の出力信号は第2の絶対値回路25
2によって絶対値がとられる。したがって、第2の絶対
値回路252の出力信号Tは、 T=|(標本点P2の標本値) −(標本点P4の標本値)| となる 上述の第1の絶対値回路251,第2の絶対値回路25
2のそれぞれの出力信号T,Tは比較回路26に与
えられる。比較回路26は上述の出力信号T,T
大きさを比較し、次に述べる符号反転回路27に制御信
号を送出する。符号反転回路27には、第1の減算回路
241の出力信号が与えられていて、比較回路26は出
力信号T,Tが T>Tのときは符号反転回路27の出力が第1の減
算回路241の出力信号となるように、 T<Tのときは符号反転回路27の出力が第1の減
算回路241の出力信号の符号を反転させた信号となる
ように、符号反転回路27に制御信号を送出する。符号
反転回路27の出力信号は乗算回路28に与えられる。
乗算回路28は符号反転回路27の出力をN倍(N:実
数)する回路であって、定数Nは図示しないが、たとえ
ば外部からマイクロコンピュータなどにより制御され
る。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、色副搬送波の位相が
逆相である近隣の画素信号を用い、信号変化の大きい方
向を検出し、信号変化の大きい方向の画素信号を使用し
て2次微分の演算を行ない、輪郭信号を抽出するように
したので、複合映像信号に対して、精度良く輪郭信号の
抽出ができるとともに、色副搬送波位相が逆相である標
本点が着目標本点に対して、上下、左右の位置に存在す
ることから、水平輪郭信号および垂直輪郭信号が同時に
抽出できるという特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。第2図は標本化パルスによって標本化されたPAL
方式の複合映像信号の標本化信号系列を示す図である。
第3図はこの発明の一実施例の具体的な動作を説明する
ための図であって、第2図に示した標本値系列に記号を
付したものである。第4図は従来の水平輪郭抽出フィル
タを示す概略ブロック図である。第5図は従来の垂直輪
郭フィルタの概略ブロック図である。第6図は第4図に
示した水平輪郭抽出フィルタと第5図に示した垂直輪郭
抽出フィルタを重ね合わせて構成した輪郭抽出フィルタ
を示す概略ブロック図である。 図において、1は入力端子、2はA/D変換器、3は輝
度信号色信号分離回路、4は出力端子、21,201,
202は遅延回路、23は1/4倍回路、26は比較回
路、27は符号反転回路、28は乗算回路、221,2
22は加算回路、241ないし243は減算回路、25
1,252は絶対値回路を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】PAL方式の複合映像信号を色副搬送波の
    4倍の標本化周波数によって標本化してディジタル信号
    に変換する変換手段、 当該標本点と色副搬送波位相が逆相である画面上2水平
    走査線だけ上の上標本点と、当該水平走査線で2標本点
    左の左標本点と、当該水平走査線で2標本点右の右標本
    点と、当該標本点から2水平走査線だけ下の下標本点と
    を得るための遅延手段と、 前記上標本点と前記下標本点の標本値の差分から画面垂
    直方向の信号変化を求める垂直変化検出手段と、 前記右標本点と前記左標本点の標本値の差分から画面水
    平方向の信号変化を求める水平変化検出手段と、 前記上標本点と前記下標本点と前記右標本点と前記左標
    本点の標本値から、画面水平方向の輪郭成分と画面垂直
    方向の輪郭成分を抽出する輪郭抽出手段と、 前記垂直変化検出手段と前記水平変化検出手段と前記輪
    郭抽出手段のそれぞれの出力を用いて、信号変化の大き
    い方向の輪郭成分を選択して出力する信号選択手段とを
    備えた、適応型輪郭信号抽出フィルタ。
JP60062486A 1985-02-18 1985-03-25 適応型輪郭信号抽出フイルタ Expired - Lifetime JPH0628475B2 (ja)

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