JPH07101923B2 - 輪郭補正器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テレビ信号等で得られる画質を向上させるた
めの輪郭補正器に関するものである。

従来の技術 第１の従来例の輪郭補正器としては、例えば第５図に示
す様な構成がある。第５図で１は輝度信号が入力される
入力端子、２は水平，垂直の輝度信号を作る輪郭信号形
成回路、３は入力輝度信号のレベルに応じて輪郭信号の
振幅を調整するレベルデペンデントゲート回路、４はノ
イズスライス回路、５は輝度信号と輪郭信号を加算する
加算器、6,7はタイミング調整用のディレイライン、８
は出力端子である。

以上のように構成された輪郭補正器の動作を第６図〜第
12図を用いて説明する。

第６図は、第５図の輪郭信号形成回路２の内部構成の１
例を示す図で、９は1H（１水平走査時間）遅延回路、10
はｔ時間遅延回路、11は円内数字倍の増幅器、12は加算
器である。各部の動作を説明すると、まず垂直輪郭信号
部では第７図（ａ）に示す輝度信号が1V（１フィール
ド）期間に入力されたとすると、各1H遅延回路９の出力
は、第７図（ｂ），（ｃ）に示す信号となり、各増幅器
11の出力信号の加算により第７図（ｄ）に示す垂直方向
の輪郭信号が得られる。

同様にして水平輪郭信号部では第７図（ｅ）に示す輝度
信号が1H期間に入力されたとすると、各ｔ時間遅延回路
10出力は第７図（ｆ），（ｇ）に示す信号となり、各増
幅器11の出力信号の加算により第７図（ｈ）に示す水平
方向の輪郭信号が得られる。故に水輪郭信号部と垂直輪
郭信号部の出力信号を加算することにより２次元的な輪
郭信号（以後DTLと呼ぶ）が得られる。なお水平及び垂
直輪郭信号部の周波数特性は第８図（ａ），（ｂ）の様
になる。以後説明の簡略化の為に輪郭信号は水平輪郭信
号のみを考えることにする。

さてダイナミックレンジを広くする為にハイライトコン
プレッション回路で入力信号の高レベル部を圧縮してい
るが、この信号をよりシャープに表現する為の回路部が
ニーアパーチア信号部である。ここで圧縮する動作点が
ニーポイントである。このニーアパーチア信号部の動作
を第９図を用いて説明する。第９図（ａ）は入力輝度信
号でピークレベルPL階段波が、ニーポイントNPからピー
クポイントPPまで一定の割合で圧縮されている。この
時、圧縮されていない原信号の階段波よりアパーチア信
号を作ると第９図（ｂ）の様になる。これに対して第９
図（ａ）に示すハイライトコンプレッションがかかった
信号をさらにγ補正した信号は第９図（ｃ）に示す様な
信号となり、この信号を用いてアパーチア信号を作ると
第９図（ｄ）に示す様になる。このアパーチア信号から
では第９図（ｅ）に示す様なアパーチア補正しかでき
ず、高レベルの圧縮された部分では輪郭信号が小さくシ
ャープさに欠ける。故にニーアパーチア信号部では、ハ
イライトコンプレッション及びγ補正のかかる前の輝度
信号のうち、第６図では図示してないが、第10図に示す
回路により任意レベル（スレッシュホールドレベル）以
上の信号を用いてアパーチア信号を作っている。アパー
チア信号作成動作は前述した水平，垂直輪郭信号部と同
様である。任意レベル（スレッシュホールドレベル）を
ニーポイントNP位に設定して、ハイライトコンプレッシ
ョン及びγ補正のかかった信号にニーアパーチア信号を
加算すると第９図（ｆ）の様になり圧縮された部分のみ
輪郭強調された信号となる。この信号が前述した垂直輪
郭信号部，水平輪郭信号部に入力され輪郭信号DTLが作
られ、第９図（ｃ）に示す輝度信号に加算されると第９
図（ｇ）に示す輪郭補正された信号が得られる。図示す
るとおり、スレッシュホールドレベル以上はニーアパー
チア＋DTL輪郭信号が、スレッシュホールドレベル以下
はDTL輪郭信号のみがかかった信号となり、ハイライト
コンプレッションされた部分もシヤープに再現される。

以上説明した輪郭信号形成回路２で作られた輪郭信号
は、第５図のレベルデペンデントゲート回路３に入力さ
れる。この回路の動作を第11図を用いて説明する。第11
図（ａ）は第５図のディレイライン６の出力信号で、ハ
イライトコンプレッション及びγ補正、ニーアパーチア
補正された1H遅延の輝度信号で、タイミング調整のため
適切な時間遅延されている。この信号の任意レベルで第
11図（ｂ）に示す輪郭信号形成回路２から出力される輪
郭信号をゲートする。これにより輝度信号の低レベル側
の輪郭信号はなくなり第11図（ｃ）に示すようになる。
この信号が輝度信号に加算されると、第11図（ｄ）の様
な輪郭補正された信号となる。故にレベルデペンデント
ゲート回路３により、輪郭補正することによる輝度信号
の低レベル側のS/N比の劣化や、違和感を防いでいる。
レベルデペンデントゲート回路３の出力信号はさらに第
５図のノイズスライス回路４に入力され、第12図（ａ）
に示すような輪郭信号を作ることによって生じるフラッ
トな信号部での高周波のノイズをスライスして除去し、
第12図（ｂ）に示す輪郭信号を出力する。このノイズス
ライスされた輪郭信号とディレイライン７によってタイ
ミングが合わされた、ハイライトコンプレッション及び
γ補正、ニーアパーチア補正された1H遅延の輝度信号と
が加算器５で加算され第９図（ｆ）または第11図（ｄ）
に示すような輪郭補正された輝度信号が出力端子８より
得られる。

以上は輝度信号より輪郭信号を作っているが、他の方法
として輪郭信号を緑信号のみから作り、この信号をＲ
（赤色）,G（緑色）,B（青色）各プロセス増幅器で混合
するいわゆる「OUT OF GREEN」方式がある（例えば丸林
宏他、「プランビコンカラーカメラ用輪郭補償器」，昭
44.6.26,第14回テレビジョン方式回路研究委員会資
料）。この「OUT OF GREEN」方式は、レジストレーショ
ン，回路規模の関係等で撮像管を用いたカメラに多く使
用されている。

しかしながら上記のような構成には、以下の欠点があ
る。

一つは水平，垂直輪郭信号部以外に圧縮された輝度信号
での輪郭信号（ニーアパーチア信号）を作る回路（従来
例ではニーアパーチア信号部）が別個に必要であり、ま
たそのニーアパーチア信号がかかるレベルが、第10図の
様なアナログ回路の任意のスレッシュホールドレベルで
制御される為温度変化等による安定性がないという点、
またもう一つにはレベルデペンデント作用も任意レベル
でゲートをかけて輪郭信号をオン，オフしているので、
輪郭信号がついてないところとついているところの境界
が目立って、違和感を感じさせるという欠点があった。

以上の欠点に対し、圧縮された輝度信号用の輪郭信号を
作る回路を別個に設けなくても、圧縮された輝度信号を
シャープに再現すると共に、レベルデペンデント作用も
オン，オフ的でない滑らかな作用をする輪郭補正器が提
案されている。以下その輪郭補正器を第２の従来例とし
て第13図〜第15図を用いて説明する。

第13図で１は輝度信号が入力される入力端子、２は水
平，垂直の輪郭信号のみを作る輪郭信号形成回路、13は
入力輝度信号を非線形に変換するRAMテーブル、14はRAM
テーブルの特性を種々に書き換えるマイクロコンピュー
タ、15はRAMテーブル14の出力信号により輪郭信号の利
得を変えるゲインコントロール回路、４はノイズスライ
ス回路、５は輝度信号と利得調整、ノイズスライスされ
た輝度信号を加算する加算器、16はタイミング調整用の
ディレイライン、８は出力端子であり各回路ともディジ
タル回路で構成されている。尚、第２の従来例と第１の
従来例と同一部には同一番号を付し、その動作，作用は
同様なものである。

以上のように構成された第２の従来例の輪郭補正器につ
いてその動作を第14図，第15図を用いて説明する。

第14図（ａ）は、γ特性及びハイライトコンプレッショ
ン特性を示す図で、第１の従来例と同様にピークレベル
Ｍの信号は実線のように、ピークレベルｍの信号は点線
のようにニーポイントNPからピークポイントPPまで圧縮
される。この特性により、例えば第14図（ｂ）に示す等
レベル変化の階段波の輝度信号は、ピークレベルがＭま
での階段波なら第14図（ｃ）の実線のように、ピークレ
ベルがｍまでの階段波なら第14図（ｃ）の点線のように
圧縮される。この輝度信号が、第13図の入力端子１より
輪郭信号形成回路２に入力され第１の従来例と同様にし
て、第14図（ｄ）に示す輪郭信号が形成される。圧縮の
割合によって輪郭信号の大きさが点線、実線のように違
うが、いずれもハイライトコンプレッションのかかった
部分では輪郭信号は小さくなる。しかしこの第２の従来
例では、RAMテーブル13の入出力特性を第15図に示す特
性にすることにより、相対的にニーポイント以上の入力
信号に対して出力信号を大きくして輪郭信号のゲインを
大きくできる。さらに入力輝度信号のピークレベルに応
じて入力輝度信号のハイライト部の出力信号値を可変し
て、ピークレベルが大きい時は大きく、小さい時は小さ
い出力信号値に設定する特性を持たせることにより、ハ
イライトコンプレッションの圧縮の割合の違いによる輪
郭信号の大きさを同程度にすることができる。また入力
輝度信号の低レベル側（暗い部分）での特性を、滑らか
な入出力特性にすることにより輪郭信号のゲインを徐々
に変化させることができて、レベルデペンデント効果を
違和感なく作用させることができる。以上の様な特性の
RAMテーブルを第13図のマイクロコンピュータ14により
書き込むことにより、例えばピークレベルＭの輝度信号
の場合の輪郭信号は、ゲインコントロール回路15から第
14図（ｅ）に示す様な信号となって出力される。この輪
郭信号はノイズスライス回路４を経て、信号のフラット
な部分の高周波のノイズが除去された後、加算器５でデ
ィレイライン16によって適切な時間だけ遅延された第14
図（ｃ）に示す入力輝度信号と加算される。これにより
第14図（ｆ）に示す様な、輝度信号が出力端子８より得
られる。第14図（ｆ）からわかるように、低レベル側
（暗い部分）での輪郭信号が第１の従来例の様に任意レ
ベル以上で存在するということはなく、低レベル側（暗
い部分）から徐々に変化して大きくなり、滑らかにレベ
ルデペンデント作用し、視覚的に違和感を感じない。ま
た圧縮されたハイライト部にも適する輪郭信号について
シャープさに欠けることはない。

以上のように第２従来例は第１の従来例の欠点を無く
し、輪郭補正器の性能を格段と向上させ有益なものであ
る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら第２の従来例の構成で圧縮された輝度信号
部をシャープに再現すると共に、レベルデペンデントを
違和感なく作用させることができても、輪郭補正器以外
に、例えば他のテレビカメラの動的特性を有するγ回
路、オートニー回路等の特性を、RAMテーブルを用いて
マイクロコンピュータで操作しようとする場合各RAMテ
ーブルの特性を書き換える時間に制限が加わり、映像に
支障をきたさない数Ｖの垂直ブランキン期間に書き換え
できない場合は、例えばマイクロコンピュータを２個以
上もち各操作を行うことになり、回路規模が増える問題
点がある。これはゲート数増大につながり、コスト画、
IC化等にとっては好ましくない。

本発明はかかる点に鑑み、回路規模増大を最少限に押さ
え、圧縮された輝度信号部をシャープに再現すると共
に、レベルデペンデントもオン，オフ的でなく滑らかに
作用し、マイクロコンピュータ搭載のディジタルカメラ
に適する輪郭補正器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、輝度信号あるいは
輝度信号に類似する信号より輪郭信号を形成する輪郭信
号形成回路と、輪郭信号の利得を調整するゲインコント
ロール回路と、ゲインコントロール回路にコントロール
信号を出力するRAMテーブルとRAMテーブルを書き換える
マイクロコンピュータと、輝度信号を非線形変換して、
RAMテーブルにアドレス信号として出力する非線形回路
と、ゲインコントロール回路の出力信号と輝度信号を加
算する加算器を備えた輪郭補正器である。

作 用 本発明は前記した構成で、輪郭信号のゲインをコントロ
ールするゲインコントロール回路に、コントロール信号
を出力するRAMテーブルのアドレス信号となる輝度信号
を、非線形回路により非線形変換し、RAMテーブルのア
ドレスが最少となるようにすることで、回路規模の増大
を最少限に押さえ且つRAMテーブルの特性を適切に設定
することにより、輪郭信号のゲインが圧縮された輝度信
号部では大きく、また暗い部分から明るい部分へ変化す
る輝度信号に対しては滑らかなゲイン変化となるように
することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の輪郭補正器の構成を示すブ
ロック図である。第１図で、１は輝度信号が入力される
入力端子、２は水平，垂直の輪郭信号のみを作る輪郭信
号形成回路、15は輪郭信号の利得を調整するゲインコン
トロール回路、13はゲインコントロール回路15にコント
ロール信号を出力するRAMテーブル、14はRAMテーブル13
の特性を種々に書き換えるマイクロコンピュータ、17は
入力輝度信号を非線形変換してRAMテーブル13にアドレ
ス信号として出力する非線形回路、４はノイズスライス
回路、５は輝度信号と利得調整、ノイズスライスされた
輪郭信号を加算する加算器、16はタイミング調整用のデ
ィレイライン、８は出力端子である。本実施例も各回路
はディジタル回路で構成されている。尚、第２の従来例
同一部には同一番号を付しており、その動作，作用は同
様なものである。

以上のように構成された本実施例の輪郭補正器について
その動作を第２図〜第４図を用いて説明する。

本実施例の輪郭補正器は、非線形回路17以外、第２の従
来例とほとんど同様な動作，作用を行う。故に途中の過
程の動作を説明の簡略化の為に省略すると、第14図
（ｃ）と（ｆ）の関係と同様に第２図（ａ）に示す輝度
信号が入力端子１に入力されると、第２図（ｂ）に示す
様に圧縮された高輝度部には適度に、低輝度部には滑ら
かに、輪郭信号のついた輝度信号が出力端子８より出力
される。

以下非線形回路17とRAMテーブル13の関係について説明
する。

第３図（ａ）はRAMテーブル13の入出力関係を示す図で
あり第15図と同様な特性となっている。図中SAは、レベ
ルデペンデント作用がオフし輪郭信号のゲインが標準と
なる入力輝度信号レベルである。またNPAは、圧縮され
た輝度信号での輪郭信号のゲインを大きくする開始点の
入力輝度信号のレベルである。またSTD,MAXは、それぞ
れ入力輝度信号が標準時及び最大時の輪郭信号のゲイン
コントロール値である。第３図（ａ）から分かるよう
に、レベルデペンデントは低輝度部、ニーアパーチアは
高輝度部で、作用する特徴を考慮すると、SAからNPAま
での輝度レベルに対するRAMテーブルは同一であり無駄
である。そこで非線形回路17より第４図（ａ）に示すよ
うにRAMテーブル13に入力される輝度信号を非線形変換
する。つまりSAからNPAまでの輝度信号をレベルＢで置
き換える。これにより第３図（ａ）のRAMテーブル特性
は、第３図（ｂ）の特性に変換できRAMテーブルの容量
が大幅に削減できる。また非線形特性を第４図（ｂ），
（ｃ）に示すようにすることで、第３図（ｂ）の特性カ
ーブは変えなくても第３図（ｃ），（ｄ）のRAMテーブ
ルと同等の特性を得ることができる。故に、例えば0dB,
9dB,18dBの輝度信号のゲインアップに対し、レベルデペ
ンデントの特性カーブを変える場合、それぞれのレベル
デペンデント特性カーブをマイクロコンピュータで計算
しRAMテーブルを書き換える等の操作を行わなくてもよ
い。

またニーアパーチアについても、高輝度部のレベルに応
じてゲインのみならず特性カーブもコントロールしたい
場合、同様にマイクロコンピュータで各ピーク信号に対
する任意特性カーブを計算して、RAMテーブルを書き換
える必要がなく演算時間が省ける。このように非線形回
路17の特性を適切に設定することで演算時間が省け、マ
イクロコンピュータで他のテレビカメラの動的特性を有
する回路部も含めコントロールする場合、１つのマイク
ロコンピュータでコントロール可能となり、故に回路規
模の増大を避けられる。

なおマイクロコンピュータ14でのRAMテーブル13の書き
換え等は、映像に支障をきたさない1V〜数Ｖ期間の垂直
ブランキング期間内に行うことは言うまでもない。ま
た、非線形回路17はディジタル回路の得意とする、切り
替え等の回路により簡単に構成できることも言うまでも
ない。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、マイクロコンピ
ュータとRAMテーブルを用いた構成により、滑らかなレ
ベルデペンデント作用を行うことができると共に、また
ハイライトコンプレッションされた輝度信号にも適度に
大きな輪郭信号をつけることができる。さらにRAMテー
ブルに入力する輝度信号を非線形変換する非線形回路を
追加することにより、RAMテーブルの容量を大幅に減ら
すことができ、テレビカメラの他の種々の動的特性を有
する回路を含めた総合的にマイクロコンピュータでRAM
テーブル等をコントロールすることを回路規模の増大な
しに行うことができ、マイクロコンピュータによるオー
ト化、さらにはIC化に貢献しその実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における輪郭補正器の構成を示
すブロック図、第２図（ａ），（ｂ）はγ補正及びハイ
ライトコンプレッションのかかった入力輝度信号と輪郭
補正された出力輝度信号を示す波形図、第３図（ａ）〜
（ｄ）及び第15図はRAMテーブルの入出力特性図、第４
図（ａ）〜（ｃ）は非線形回路の入出力特性図、第５図
は第１の従来例の輪郭補正器のブロック図、第６図は第
５図の輪郭信号形成回路の内部構成の一例を示すブロッ
ク図、第７図（ａ）〜（ｈ）は輪郭信号形成回路の動作
説明のための波形図、第８図（ａ），（ｂ）は水平及び
垂直輪郭信号部の周波数特性図、第９図（ａ）〜（ｇ）
はニーアパーチア信号部の動作説明のための波形図、第
10図は同回路図、第11図（ａ）〜（ｄ）はレベルデペン
デントゲート回路の動作説明のための波形図、第12図
（ａ），（ｂ）はノイズスライス回路の動作説明のため
の波形図、第13図は第２の従来例の輪郭補正器のブロッ
ク図、第14図（ａ）はγ特性及びハイライトコンプレッ
ション特性を示す特性図、第14図（ｂ），（ｃ）はγ補
正及びハイライトコンプレッションがかかる前の輝度信
号及びかかった後の輝度信号を示す波形図、第14図
（ｄ），（ｅ），（ｆ）は第13図（ｄ），（ｅ），
（ｆ）の各部の信号波形図である。第５図はRAMテーブ
ルの入出力特性図である。 １……入力端子、２……輪郭信号形成回路、４……ノイ
ズスライス回路、５……加算器、８……出力端子、13…
…RAMテーブル、14……マイクロコンピュータ、15……
ゲインコントロール回路、16……ディレイライン、17…
…非線形回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輝度信号あるいは輝度信号に類似する信号
   より輪郭信号を形成する輪郭信号形成回路と、前記輪郭
   信号の利得を調整するゲインコントロール回路と、前記
   ゲインコントロール回路にコントロール信号を出力する
   RAMテーブルと、前記RAMテーブルを書き換えるマイクロ
   コンピュータと、前記輝度信号あるいは輝度信号に類似
   する信号を非線形変換して、前記RAMテーブルにアドレ
   ス信号として出力する非線形回路と、前記ゲインコント
   ロール回路の出力信号と前記輝度信号と加算する加算器
   とを備えたことを特徴とする輪郭補正器。