JPH08116549A - 輪郭改善回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｓ／Ｎを減少させることなくかつ、輪郭補正
量を大きくしてもオーバーシュート・プリシュートを発
生しないばかりか、時間軸変動の大きい信号やノイズの
多い信号においても、弊害の少ない輪郭改善システムを
提供する。 【構成】 入力端子１に入力された輝度信号は、微分回
路３、絶対値回路４、微分回路５から構成される輪郭部
情報抽出回路２の微分回路３に入力する。輪郭部情報抽
出回路２はその出力より信号の輪郭が抽出された信号を
出力する。また、入力端子６に入力された色信号は、輪
郭補正信号抽出回路７の微分回路８、遅延回路９に入力
するとともに遅延回路１０に入力する。微分回路８の出
力は選択器１１の一方の入力に、遅延回路９の出力は微
分回路１２、反転回路１３を介して選択器１１の他方の
入力にそれぞれ入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、映像信号の輪郭を改
善して画質の向上を図るための輪郭改善回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】輪郭のなまった映像信号の輪郭を補正す
る従来の輪郭補正回路について、図９を用いて説明す
る。入力信号をベースバンド信号とした場合の図９の各
部の信号波形を図１０に示す。

【０００３】２次微分回路１により、入力信号ａの２次
微分信号ｂ（高周波成分）を取り出す。取り出された２
次微分信号ｂと遅延回路２で入力信号ａの時間合わせを
する。２次微出力ｂと、遅延回路２の出力を加算器３を
介して加算すると、出力ｃのように輪郭のなまりを改善
した波形を得ることができる。

【０００４】しかし、この輪郭補正回路は信号の高域成
分と共に雑音成分も加算することになるため、Ｓ／Ｎが
劣化する。また、補正量を大きくすると、オーバーシュ
ート・プリシュートが発生して画質劣化を招いていた。

【０００５】従来の輪郭改善回路の別の例として、特公
昭６０−２３５５３号がある。これは、Ｓ／Ｎを劣化さ
せない輪郭改善を行い、またオーバーシュート・プリシ
ュートを起こすことなく画像の輪郭を改善するもので、
図１１にこれを示して説明する。

【０００６】図１１において、色度鮮鋭化装置は、輝度
信号処理部１１１および色信号処理部１１２より構成す
る。輝度信号処理部１１１は、第１の微分器１１３、全
波整流器１１４、第２の微分器１１５、ローパスフィル
タ１１６、それに振幅制限増幅器１１７より構成してい
る。色信号処理部１１２は、微分器１１８、遅延回路１
１９、乗算器１２０、遅延回路１２１、それに加算器１
２２より構成している。乗算器１２０は、振幅制限増幅
器１１７および遅延回路１１９からの信号を乗算し、加
算回路１２２に供給される輪郭補正信号を積の形で発生
する。入力色度信号は、遅延回路１２１を介して取り出
し、加算回路１２２に供給する。この加算回路１２２で
は、遅延回路１２１の出力信号を乗算器１２０からの輪
郭補正信号に加算する。

【０００７】次に、色度鮮鋭化装置の動作を図１２を用
いて説明する。図１２のａで示される輝度転移は、第１
の微分器１１３により１回目の微分を行い、ｂの出力を
生成する。次に、この微分された輝度転移ｂを、全波整
流器１１４により整流してｃを生成する。次に全波整流
された信号ｃを、第２の微分器１１５によって２回目の
微分を行ってｄを生成し、ローパスフィルタ１１６を通
過させてｅを生成する。ローパスフィルタ１１６の出力
信号ｅを振幅制限増幅器１１７に供給して振幅を制限
し、ｆで示す方形波を生成する。

【０００８】色信号路においては、低周波色信号入力転
移ｇを微分器１１８により一次微分を行い、ｈの信号を
生成する。この微分された色信号ｈを遅延回路１１９に
より、輝度信号が輝度信号処理部１１１を通過するのに
必要な遅延時間と一致する時間だけ遅延させる。遅延さ
れた微分色信号および振幅制限増幅器１１７の出力ｆを
乗算器１２０を用いて乗算を行い、図１２にｉで示す輪
郭補正信号を積として発生する。乗算器１２０の積出力
を遅延回路１２１によって遅延された入力色信号ｇとと
もに、加算器１２２に供給する。これら２つの信号を加
算器１２２によって加え合わせて、図１２の波形ｊで示
すような輪郭の改善された出力信号を発生する。

【０００９】しかし、上記回路は時間軸変動の大きい信
号やノイズの多い信号が入力された場合、画像輪郭部が
横方向に変動するジャリジャリした妨害が発生し、画質
劣化となる。このような場合の図１１各部の波形を図１
３に示している。輝度信号のみに時間軸変動の大きい信
号が入力された場合を示す。色信号にのみ、または輝度
信号、色信号双方であっても同様のことが言え、更にノ
イズの多い信号の場合も同じである。

【００１０】入力輝度転移が図１３の信号がａに示すよ
うに時間軸変動（波線部）を多く含んでいるとする。時
間軸変動を含んだ状態でローパスフィルタ１１６からｅ
を通過させ、所定の制限レベル以下では増幅し、所定の
レベル以上では制限されたｆが得られる。このように振
幅制限された信号ｆは時間軸変動により中央転移部に時
間の揺らぎが発生する。信号ｆと時間合わせを行った色
１次微分信号を乗算した結果が、輪郭補正信号ｉであ
る。この信号ｉは信号ｆの時間軸変動により色相変化点
が時間変動しているため、ｊに示す輪郭改善された信号
の色相変化部も変動する。

【００１１】図１４は、輪郭改善された信号ｊによりＴ
Ｖ画面上での妨害の様子を模式的に示したものである。
左が赤、右が緑の場合で、（ａ）は妨害がない場合、
（ｂ）は輪郭部に色相ズレによるジャリジャリとした妨
害が発生している様子を示したものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の輪郭改
善回路では、Ｓ／Ｎ劣化と輪郭補正量を大きくした場合
オーバーシュート・プリシュートが発生するという問題
があった。また、もう一つの従来の輪郭改善回路では、
時間軸変動の大きい信号やノイズの多い信号が入力され
た場合、画像輪郭部に色相変化点の位置ズレによるジャ
リジャリとした妨害が発生するという問題があった。

【００１３】この発明は、Ｓ／Ｎを減少させることなく
かつ、輪郭補正量を大きくしてもオーバーシュート・プ
リシュートを発生しないばかりか、時間軸変動の大きい
信号やノイズの多い信号においても、弊害の少ない輪郭
改善システムを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は上記した課題
を解決するために、映像信号中に含まれる第１および第
２の信号のうち、第１の信号の輪郭から輪郭部情報を抽
出する抽出手段と、前記第２の信号に基づいて第１およ
び第２の輪郭補正信号を生成する補正信号生成手段と、
前記抽出手段により抽出された輪郭部情報の極性によ
り、前記第１の輪郭補正信号または第２の輪郭補正信号
を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された
輪郭補正信号または選択された輪郭補正信号に定数を掛
けた信号と前記第２の信号の時間合わせを行った信号と
を加算する加算手段とからなることを特徴とする。

【００１５】また、映像信号中に含まれる第１の信号か
ら輪郭部情報を抽出する抽出手段と、前記映像信号中に
含まれる第２の信号から第１および第２の輪郭補正信号
を得る補正信号生成手段と、前記輪郭部情報の極性によ
り前記第１または第２の輪郭補正信号を選択する選択手
段と、前記輪郭部情報のレベルにより、前記選択された
輪郭補正信号のレベルを制御し、前記輪郭補正信号のレ
ベルを制御したものまたは前記輪郭補正信号のレベルを
制御したものに定数を掛けた信号と前記第２の信号の時
間合わせを行った信号とを加算する加算手段とからなる
ことを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記した手段により、第１の信号より得られる
輪郭部情報によって制御される輪郭補正信号抽出回路を
用いて、輪郭補正信号を得る。この輪郭補正信号を原信
号に加算することにより、高域成分を加算する。これに
より、Ｓ／Ｎ劣化を招くことがない輪郭改善を行うこと
ができる。また、非線形処理を行うためオーバーシュー
ト・プリシュートの少ない輪郭改善を行うことができ
る。また、上記した手段により、第１の信号より得られ
る輪郭部情報によって制御される輪郭補正信号抽出回路
を用いて、輪郭補正信号を得る。輪郭部情報のレベルで
輪郭補正信号のレベルを制御する。このレベルを制御し
た輪郭補正信号を原信号に加算するため、高域成分によ
るＳ／Ｎ劣化を招くことなく輪郭改善を行うことができ
る。また非線形処理を行うためオーバーシュート・プリ
シュートの少ない輪郭改善を行える。さらに輪郭補正信
号抽出回路を用いること、輪郭補正信号を輪郭部情報の
レベルにより制御することにより、時間軸変動の大きい
信号７ノイズの多い信号に対して、従来例より色相変化
点を保存した輪郭補正が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１は、この発明の輪郭改善回路
の一実施例を説明するための回路ブロック図である。入
力端子１に入力された輝度信号は、微分回路３、絶対値
回路４、それに微分回路５より構成される輪郭部情報抽
出回路２の微分回路３に入力する。輪郭部情報抽出回路
２はその出力より輝度信号の輪郭が抽出された信号を出
力する。また、入力端子６に入力された色信号は、輪郭
補正信号抽出回路７の微分回路８、遅延回路９に入力す
るとともに遅延回路１０に入力する。微分回路８の出力
は選択器１１の一方の入力に、遅延回路９の出力は微分
回路１２、反転回路１３を介して選択器１１の他方の入
力にそれぞれ入力する。

【００１８】選択器１１は、輪郭部情報抽出回路２の出
力信号の極性を判定する極性判定回路１４の出力によ
り、一方と他方に入力された信号を選択する。選択器１
１の出力は係数器１４を介して加算器１５の一方に入力
する。加算器１５の他方の入力には、遅延回路１０の出
力を入力する。加算器１５の出力からは輪郭改善された
信号を出力端子１６に出力する。

【００１９】動作について、図１の各部の信号波形をベ
ースバンド信号を用いた場合で示した図２とともに説明
する。まず、輝度信号処理部について説明する。輪郭部
情報抽出回路２は、その入力端子１より図２に示す入力
輝度信号ａを微分回路３に入力して微分を行い、その出
力から微分された信号ｂの出力を得る。この微分信号ｂ
を輝度信号の転移の符号および方向とは無関係にするた
めに絶対値回路４で絶対値をとり、信号ｃを得る。絶対
値回路４の出力はさらに微分回路５で微分を行い、図２
のｄに示す信号を輪郭部情報として得る。

【００２０】次に、色信号処理部を説明する。入力端子
６に入力されたベースバンドの色信号ｅは、輪郭補正信
号抽出回路７の微分回路８と遅延回路９に入力し、微分
回路８を用いて色信号ｅが微分された信号ｆを得、選択
器１１の一方の入力に入力する。また、色信号ｅを遅延
回路９により一定時間遅延して信号ｇを得、この信号ｇ
を微分回路１２を通して微分された信号ｈを得る。この
信号ｈを反転回路１３に入力して反転された信号ｉを
得、選択器１１の他方の入力に入力する。また、極性判
定回路１４に輝度信号ａの輪郭部情報信号ｄを入力し、
その判定結果を選択器１１に入力する。

【００２１】ここで、極性判定回路１４は、輪郭部情報
信号ｄがａａやａａ´の正極性の区間とｂｂやｂｂ´の
負極性の区間の極性を判断する。それぞれの極性のとき
に、選択器１１の切換信号を出力する。選択器１１は極
性判定回路１４の出力が、正極性の区間では反転回路１
３の出力ｉを、負極性の区間では微分回路８の出力ｆを
それぞれ選択して出力する。選択器１１より選択された
輪郭補正信号ｊは、係数器１４に入力して係数倍する。
係数倍された輪郭補正信号ｊと遅延回路１０を通した色
信号ｅの遅延信号ｍとはタイミングが合わされ、これら
の信号ｊとｍをそれぞれ加算器１５にてて加算して信号
ｋとして取り出し出力端子１６より出力する。なお、係
数器１４は、例えば輪郭補正信号ｊのレベルおと遅延回
路１０の出力レベルとの関係によってはこれを省略し、
輪郭補正信号ｄをそのまま加算器１４に入力してもよ
い。

【００２２】このように、この実施例の回路構成によれ
ば、輪郭補正信号ｊと色信号ｍを加算器１５を用いて加
算することにより、Ｓ／Ｎ劣化や、オーバーシュート・
プリシュートの少ない輪郭改善を行うことができる。

【００２３】次に、この発明の他の実施例について図３
を用いて説明する。この実施例は、輪郭部情報抽出回路
２の出力を絶対値回路３１を介して乗算器３２の一方に
入力し、選択器１１の出力を乗算器３２の他方に入力
し、乗算器３２の出力を係数器１４に入力した部分が図
１の実施例と異なる部分である。

【００２４】図３の各部の信号波形を示した図４を用
い、図３の動作について説明する。まず、輝度信号処理
部は、図１の実施例と同様に輪郭部情報抽出回路２によ
って図４のｄに示す輪郭部情報を得る。

【００２５】また、色信号処理部は、図１の実施例で説
明したことと同様に輪郭補正信号抽出回路７によって、
図４ｊに示すような輪郭補正信号を出力する。輪郭部情
報ｄの絶対値を絶対値回路３１により得る。この輪郭部
情報の絶対値と輪郭補正信号ｊとを乗算器３２により乗
算する。乗算結果を係数器１４に入力し、ここで係数倍
する。これが輪郭補正信号ｌとなる。輪郭補正信号ｌ
と、入力色信号ｅとの時間合わせを遅延回路１０で行
う。時間合わせを行った入力色信号ｅと輪郭補正信号ｌ
を加算器１５により加算を行い、出力端子１６より輪郭
の改善された色信号ｋを得る。

【００２６】この実施例においても図１の実施例と同様
に、Ｓ／Ｎ劣化することなく、オーバーシュート・プリ
シュートの少ない輪郭改善を行うことができる。なお、
この実施例でも係数器１４は省略し、乗算器３２の結果
をそのまま加算器１５に入力してもよい。

【００２７】時間軸変動の大きい信号が入力された場合
について図５を用いて説明する。ここでは輝度信号のみ
に時間軸変動の大きい信号が入力された場合を示す。色
信号にのみまたは、輝度信号、色信号双方であっても同
様のことが言え、さらにノイズの多い信号の場合でも同
様のことが言えるのは明白である。

【００２８】ここで、図４のａに示される入力輝度信号
転移が、図５のａの波形に示すように時間軸変動が大き
いとする。輪郭部情報ｄ、輪郭補正信号ｊも同様に時間
軸変動が大きい。輪郭補正信号ｊに輪郭部情報の絶対値
を乗算し、輪郭補正信号ｌを得る。この輪郭補正信号ｌ
と時間合わせを行った入力色信号ｅと加算することによ
り、輪郭改善信号ｋを得る。輪郭補正信号ｌは乗算結果
であるため、輪郭部情報ｄがゼロクロス付近で輪郭補正
信号ｊもゼロ近くなる。この輪郭補正信号ｊを主信号に
加算しても色相変化点の位置は変わらない。そのため、
時間軸変動の大きい信号やノイズの多い信号が入力され
た場合でも、色相変化点などでジャリジャリした弊害の
発生しにくい輪郭補正を行うことができる。

【００２９】次に輪郭補正信号抽出回路７の他の具体例
について図６を用いて説明する。図６の各部の信号波形
は図２や図４で用いたものと同じである。

【００３０】入力色信号ｅを加算器６１を用いて遅延回
路６０の入力から出力の差分をとる。これが図２ｆの波
形で示される信号となる。また、色信号ｅを遅延回路６
２により一定時間遅延した図２のｇの遅延信号を得、加
算器６４を用いて遅延回路６３の入力から出力の差分を
とる。これが、図２のｈに示した信号である。遅延回路
６２の遅延時間は遅延回路６０、６３と同じである必要
なはい。この差分出力ｈは反転回路６５により反転を行
い、ｉとなる。また、符号判定回路６７に輝度信号の輪
郭部情報信号ｄを入力し、その判定結果を選択器６６に
入力する。輪郭部情報ｄが正であれば反転出力ｉを、負
であれば差分出力ｆを選択して、輪郭補正信号ｊを得
る。

【００３１】図７に輪郭補正信号抽出回路７のもう一つ
の他の具体例を示し、図７の各部の信号波形を示す図８
とともに説明する。この例は、より簡単な回路構成で同
様の効果を得られる。入力信号はここでは図８のａ´に
示すような色信号であるとする。この色信号ａ´を遅延
回路７０と選択器７３に入力する。この遅延回路７０の
出力ｃ´は遅延回路７１と減算器７４にそれぞれ入力す
る。遅延回路７１の出力が、図８のｂ´である。輪郭部
情報ｄ´は符号判別回路７５に入力し、符号情報ｅ´を
取り出す。この符号情報ｅ´が正の場合は、固定遅延回
路出力ｂ´を選択し、負の場合は、固定遅延回路入力ａ
´を選択器７３により選択された出力ｆ´を出力する。
この選択器７３の出力ｆ´と遅延回路７０の出力ｃ´を
減算器７４により減算することにより、輪郭補正信号ｇ
´を得ることができる。この輪郭補正信号ｇ´は図１、
図３の選択器１１の出力ｊおよび、図６の選択器６６の
出力ｊに相当する。

【００３２】入力色信号に変調色信号を用いる場合、以
上図６、図７で説明した輪郭補正信号抽出回路７の具体
例の各遅延回路の遅延時間が色副搬送波の整数倍の周期
であれば、簡単な回路構成で実現できる。

【００３３】また、図１、図３の実施例で用いている輪
郭補正信号抽出回路１１は、同様の効果が得られれば、
上記説明した回路構成でなくとも良い。

【００３４】この装置の使用は以上説明してきたように
第１の入力信号が輝度信号、第２の入力信号が色信号で
あると限定するものではなく、他の相互関係にある信号
の輪郭改善の為に用いることができることは明きらかで
ある。また、説明で用いた色信号が変調色信号であって
も同様の効果を得られることは明かである。

【００３５】さらに、図１、３に示す実施例は、入力端
子１，６に供給される入力信号は輝度信号と色信号の信
号が同じでない場合を説明してきたが、例えば第１の信
号と第２の信号が輝度信号同士、色差信号同士など同じ
信号であっても同様の効果を得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の輪郭改
善回路によれば、Ｓ／Ｎの劣化を増大することなくか
つ、オーバーシュート・プリシュートのない輪郭改善を
行うことができる。また、時間軸変動の大きい信号やノ
イズの多い信号が入力されても、輪郭の変化点部での弊
害を少なくすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を説明するための回路構成
図。

【図２】図１の動作を説明するための信号波形図。

【図３】この発明の他の実施例を説明するための回路構
成図。

【図４】図３の動作を説明するための信号波形図。

【図５】図３の動作を説明するための信号波形図。

【図６】輪郭補正信号抽出回路の他の具体例を説明する
ための回路構成図。

【図７】輪郭補正信号抽出回路のもう一つの他の具体例
を説明するため回路構成図。

【図８】図７の動作を説明するための信号波形図。

【図９】この発明の第１の従来例の回路構成図。

【図１０】図９の動作を説明するための信号波形図。

【図１１】この発明の第２の従来例の回路構成図。

【図１２】図１１の動作を説明するための信号波形図。

【図１３】第２の従来例における問題点を説明するため
の信号波形図。

【図１４】図１３のＴＶ画面上での模式図。

【符号の説明】

１，６…入力端子、３…微分回路、４…絶対値回路、５
…微分回路、２…輪郭部情報抽出回路、７…輪郭補正信
号抽出回路、８…微分回路、９…遅延回路、１０…遅延
回路、１１…選択器、１２…微分回路、１３…反転回
路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号中に含まれる第１および第２の
   信号のうち、第１の信号の輪郭から輪郭部情報を抽出す
   る抽出手段と、 前記第２の信号に基づいて第１および第２の輪郭補正信
   号を生成する補正信号生成手段と、 前記抽出手段により抽出された輪郭部情報の極性によ
   り、前記第１の輪郭補正信号または第２の輪郭補正信号
   を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された輪郭補正信号または選択
   された輪郭補正信号に定数を掛けた信号と前記第２の信
   号の時間合わせを行った信号とを加算する加算手段とか
   らなることを特徴とする輪郭改善回路。
2. 【請求項２】 映像信号中に含まれる第１の信号から輪
   郭部情報を抽出する抽出手段と、 前記映像信号中に含まれる第２の信号から第１および第
   ２の輪郭補正信号を得る補正信号生成手段と、 前記輪郭部情報の極性により前記第１または第２の輪郭
   補正信号を選択する選択手段と、 前記輪郭部情報のレベルにより、前記選択された輪郭補
   正信号のレベルを制御し、 前記輪郭補正信号のレベルを制御したものまたは前記輪
   郭補正信号のレベルを制御したものに定数を掛けた信号
   と前記第２の信号の時間合わせを行った信号とを加算す
   る加算手段とからなることを特徴とする輪郭改善回路。
3. 【請求項３】 第１の輪郭補正信号は、第２の信号の過
   去の信号と現在の信号から得、第２の輪郭補正信号は、
   第２の信号の未来信号と現在の信号から得ることを特徴
   とする請求項１または２記載の輪郭改善回路。
4. 【請求項４】 第１の輪郭補正信号は、第２の信号を一
   定時間遅延させた信号を微分して得、第２の輪郭補正信
   号は、第２の信号を微分してを得ることを特徴とする請
   求項１または２記載の輪郭改善回路。
5. 【請求項５】 第１の輪郭補正信号は、第２の信号を一
   定時間遅延させた信号と共に、一定時間遅延させた信号
   との差分から得、第２の輪郭補正信号は、第２の信号と
   一定時間遅延した信号との差分からを得ることを特徴と
   する請求項１または２記載の輪郭改善回路。
6. 【請求項６】 現在と過去の時間差と現在と未来の時間
   差が色副搬送波の整数倍の周期であることを特徴とする
   請求項３記載の輪郭改善回路。
7. 【請求項７】 第１の信号は輝度信号であり、第２の信
   号は色信号であることを特徴とする請求項１または２記
   載の輪郭改善回路。
8. 【請求項８】 第１の信号と第２の信号は同一の信号で
   あることを特徴とする請求項１または２記載の輪郭改善
   回路。