JPH08331421A - Picture quality enhancer - Google Patents

Picture quality enhancer

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JPH08331421A
JPH08331421A JP7158637A JP15863795A JPH08331421A JP H08331421 A JPH08331421 A JP H08331421A JP 7158637 A JP7158637 A JP 7158637A JP 15863795 A JP15863795 A JP 15863795A JP H08331421 A JPH08331421 A JP H08331421A
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JP
Japan
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vertical
horizontal
signal
component
frequency component
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JP7158637A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigehiro Ito
茂広 伊藤
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide the ringing effect of a little distortion to a signal by a separating means for the respective high and low frequency components of a video signal for reproducing two-dimensional horizontal and vertical images, envelope extracting means for the high frequency, and window function forming means. CONSTITUTION: The inpulse waveform of most ringing is inputted as an input signal from an input line La, and the vertical low frequency component is separated while using a low-pass filter 11 of 100% roll-off characteristics including an input frequency band. On the other hand, the input signal is inputted to a subtracter 13, the vertical low frequency component is subtracted and the vertical high frequency component is provided and inputted through a delay circuit 16 to a multiplier 17. The output of the multiplier 17 for converting a vertical envelope component, vertical window function Kv based on a first reference value and vertical high frequency component into a second vertical high frequency component is added to an adder 15 together with the vertical low frequency component and synthesized. An output Lb is provided by the synthesizing means 15 and passed through a horizontal signal reproducing and synthesizing means by a means similar to the vertical component, and an output Lc is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン等の映像信
号のリンギング及び雑音を低減し、画質改善を行うため
の装置で、VTR等の映像信号を扱う各種のビデオ機
器、及び各種の画像処理装置に応用出来る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a device for reducing the ringing and noise of a video signal of a television or the like and improving the image quality. It can be applied to equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のリンギング低減装置の構成例を図
2(a) 及び(b) に従って説明する。ここでリンギング低
減を行う対象とする信号例として、NTSC方式の輝度
信号を取り上げる。輝度信号のみでなく色差信号等にも
適用出来るが、動作説明の為の一例として輝度信号に対
する処理を取り上げる。この輝度信号は図4(a) に示す
ように、周波数帯域fmが略4MHz の信号である。(次式
参照)
2. Description of the Related Art An example of the configuration of a conventional ringing reduction device will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). Here, a luminance signal of the NTSC system is taken up as an example of a signal to be subjected to ringing reduction. Although it can be applied not only to the luminance signal but also to a color difference signal or the like, processing for the luminance signal will be taken up as an example for explaining the operation. This luminance signal is a signal having a frequency band fm of about 4 MHz as shown in FIG. 4 (a). (See the following formula)

【0003】[0003]

【数1】 [Equation 1]

【0004】信号処理は次式のfsを標本化周波数とす
るディジタル回路で行われる。
The signal processing is performed by a digital circuit whose sampling frequency is fs in the following equation.

【数2】 [Equation 2]

【0005】まず、第1の従来構成例、図2(a) につい
て説明する。この装置は、低域濾波器21、減算器2
2、加算器23そして非線形変換器24の4つのブロッ
クから成っている。ラインLaからの入力信号は、図4
(a) の様な周波数fm迄平坦な特性のインパルス信号で
ある。この信号は帯域上限周波数でスペクトルが急峻に
零になるリンギングの多い信号である。図7は入力信号
の特性図である。図7(a) は振幅線形表示の時間波形
図、図7(b) は振幅dB表示の時間波形図、図7(c) は
振幅線形表示のスペクトル図、そして図7(d) は振幅d
B表示のスペクトル図である。後に引用する図8、図
9、図14乃至図22も同様な表示法で描いてある。こ
の入力信号は低域濾波器21、及び減算器22に加えら
れる。低域濾波器21の特性は次式のGo(f) の様な、4
MHz 迄余弦波状に減衰する100 %のロールオフ特性であ
る。
First, a first conventional configuration example, FIG. 2A, will be described. This device comprises a low pass filter 21 and a subtractor 2
It consists of four blocks: 2, adder 23 and non-linear converter 24. The input signal from the line La is as shown in FIG.
It is an impulse signal with flat characteristics up to the frequency fm as shown in (a). This signal is a signal with a lot of ringing in which the spectrum sharply becomes zero at the band upper limit frequency. FIG. 7 is a characteristic diagram of an input signal. 7 (a) is a time waveform diagram of amplitude linear display, FIG. 7 (b) is a time waveform diagram of amplitude dB display, FIG. 7 (c) is a spectrum diagram of amplitude linear display, and FIG. 7 (d) is amplitude d display.
It is a spectrum diagram of B display. 8, 9 and 14 to 22 which will be cited later are also drawn in the same display method. This input signal is applied to the low pass filter 21 and the subtractor 22. The characteristic of the low-pass filter 21 is 4 as shown in Go (f) in the following equation.
It has a 100% roll-off characteristic that attenuates like a cosine wave up to MHz.

【0006】[0006]

【数3】 (Equation 3)

【0007】次段の減算器22には入力信号と低域濾波
器21からの信号が供給され、減算によって高域成分が
求められる。この高域成分は次段の非線形変換器24に
加えられる。この非線形変換器24の入出力特性は、図
4(c) の様に、入力信号レベルが小さい時に出力信号が
出難くなる次式に示すような非線形特性である。
The input signal and the signal from the low-pass filter 21 are supplied to the subtractor 22 in the next stage, and the high-frequency component is obtained by subtraction. This high frequency component is added to the non-linear converter 24 in the next stage. The input / output characteristic of the non-linear converter 24 is a non-linear characteristic as shown in the following equation in which an output signal is difficult to be output when the input signal level is low as shown in FIG. 4 (c).

【0008】[0008]

【数4】 [Equation 4]

【0009】この回路で高周波領域の振幅の小さいリン
ギング等の成分は、基準値poとの比率の4乗倍で圧縮
される。この非線形変換器24の出力は次段の加算器2
3において、低域成分と加算されて、ラインLcを介し
て図8のような出力信号が得られる。図8(a) 及び(b)
の時間波形図を見る限り、確かにリンギングは減り、一
見良さそうであるが、これを周波数領域に変換した線形
表示の図8(c) を見ると、周波数がfm以下の信号帯域内
でのスペクトルのうねりが大きく、dB表示の図8(d) で
見ると周波数がfm以上の信号帯域外に付加された意味不
明のスペクトル成分が、かなりの大きさで付加されてい
ること等が分かる。この帯域外のスペクトルは、信号と
の相関が弱いため、雑音と同じ動作をし、一般にはこれ
を取り除くための低域濾波器を付けることが多い。この
帯域外雑音除去の低域濾波器は信号成分に影響を与えな
いようにするために、周波数fm迄平坦でそれ以上の周
波数で急峻にゲインが落ちるような特性にする必要があ
る。
In this circuit, a component such as ringing having a small amplitude in the high frequency region is compressed by the fourth power of the ratio with the reference value po. The output of the non-linear converter 24 is the adder 2 of the next stage.
In 3, the low frequency component is added and the output signal as shown in FIG. 8 is obtained via the line Lc. Figures 8 (a) and (b)
As far as the time waveform diagram of is seen, ringing surely decreases, and it seems to be good at first glance, but looking at the linear display in Fig. 8 (c) that converts this to the frequency domain, the frequency band within the signal band below fm The spectrum waviness is large, and it can be seen from Fig. 8 (d) in dB that the meaningless spectral components added to the outside of the signal band where the frequency is fm or higher are added in a considerable amount. Since the spectrum outside this band has weak correlation with the signal, it operates in the same manner as noise, and in general, a low-pass filter is often attached to remove it. The low-pass filter for removing the out-of-band noise needs to have a characteristic that the gain is flat up to the frequency fm and the gain sharply drops at frequencies higher than that in order to prevent the signal component from being affected.

【0010】しかし、そのような特性を得るための濾波
器はかなり複雑な回路になり、コスト的にかなり高くな
る。この様な高価な低域濾波器によって、信号の帯域外
の不要な成分を取り除いても、信号帯域内のスペクトル
の乱れを取り除くことは出来ないので、これはそのまま
信号の歪みとして残ることになる。この様な信号歪は一
般には後処理で取りきることは不可能なので、非線形変
換器の図4(c) の特性を工夫したが、期待通りの特性が
得られなかった。次に、図2(b) に示す第2の従来構成
例について説明する。これは入力信号に低域濾波器25
を掛けて、図4(b) の様に信号の高域成分を落とし、高
域成分に主たるエネルギを持つリンギング成分を抑圧出
来るとの考えに基づくものである。しかし、図7の様な
特性の入力信号を加えて、実際に動作させてみると、図
9の様な特性の出力信号が得られる。図9(a) 及び(b)
の時間波形図を図7(a) 及び(b) と比較すると、高域成
分が低下した分だけ、リンギングのレベルは小さくなる
ものの、波形全体に広がるモジャモジャ感は減ったとは
言いにくい状況であることが分かる。
However, the filter for obtaining such characteristics is a complicated circuit, and the cost is considerably high. Even if unnecessary components outside the signal band are removed by such an expensive low-pass filter, it is not possible to remove the spectral disturbance within the signal band, and this remains as signal distortion. . Since such signal distortion cannot be removed by post-processing in general, the characteristic of the nonlinear converter shown in FIG. 4 (c) was devised, but the expected characteristic was not obtained. Next, a second conventional configuration example shown in FIG. 2 (b) will be described. This is a low pass filter 25 for the input signal.
It is based on the idea that the high-frequency component of the signal can be dropped by multiplying by, and the ringing component having the main energy in the high-frequency component can be suppressed. However, when an input signal having the characteristic shown in FIG. 7 is added and the device is actually operated, an output signal having the characteristic shown in FIG. 9 is obtained. 9 (a) and (b)
Comparing the time waveform diagram of Fig. 7 (a) and 7 (b), it is difficult to say that the level of ringing is reduced due to the decrease in the high-frequency component, but the feeling of sickness spread over the entire waveform is reduced. I understand.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】急峻な信号の縁に縞模
様になって見えるリンギング成分が画質を損なう要因で
あり、また符号化復号化により背景が平坦な領域でよく
目立つ符号化歪が画質劣化要因となっているが、これも
スペクトルの急峻化に伴うリンギングが原因と考えられ
るものがある。これらに対して、従来例の様なリンギン
グ低減処理を行うことによる諸々の弊害即ち、信号帯域
内の歪み、信号帯域外の雑音状の高調波の付加、信号高
域成分の低下等の弊害を出来るだけ少なく押さえ、解像
度感を維持したままで歪みの少ない自然な感じのリンギ
ングの低減を行い、併せてリンギングと同様の性質を持
つ雑音の低減を行い、総合的な画質改善効果を得るのに
はどの様な方策を取れば良いかという点にある。
The ringing component which appears as a striped pattern on the edge of a steep signal is a factor of impairing the image quality, and the coding distortion which is often conspicuous in the area where the background is flat due to the encoding and decoding is the image quality. Although it is a factor of deterioration, there is also a cause of this that ringing accompanying the sharpening of the spectrum is also a cause. On the other hand, various adverse effects caused by performing the ringing reduction processing as in the conventional example, that is, adverse effects such as distortion within the signal band, addition of noise-like harmonics outside the signal band, and deterioration of the signal high frequency component In order to obtain a comprehensive image quality improvement effect, the amount of noise that has the same properties as ringing is reduced by reducing the amount of natural ringing with less distortion while keeping the resolution as low as possible. Is what kind of measures should be taken.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】次に示すような手段によ
る雑音低減装置を構成し、上記課題を解決した。 (1)水平垂直の2次元画像を再生する映像信号に対し
て、リンギング及び雑音低減処理を行う画質改善装置に
おいて、垂直方向に関して、入力信号を垂直低域成分と
垂直高域成分とに分ける垂直信号分離手段と、前記の垂
直高域成分の包絡線成分を求める垂直包絡線抽出手段
と、前記の垂直包絡線成分と所定の第1の基準値とに基
づき垂直方向の窓関数を形成する垂直窓関数形成手段
と、前記の垂直窓関数を用いて前記の垂直高域成分を第
2の垂直高域成分に変換する垂直高域変換手段と、前記
の第2の垂直高域成分を前記の垂直低域成分に加算合成
して垂直再合成信号を形成する垂直信号再合成手段と、
水平方向に関して、前記の垂直再合成信号を水平低域成
分と水平高域成分とに分ける水平信号分離手段と、前記
の水平高域成分の包絡線成分を求める水平包絡線抽出手
段と、前記の水平包絡線成分と所定の第2の基準値とに
基づき水平方向の窓関数を形成する水平窓関数形成手段
と、前記の水平窓関数を用いて前記の水平高域成分を第
2の水平高域成分に変換する水平高域変換手段と、前記
の第2の水平高域成分を前記の水平低域成分に加算合成
して水平再合成信号を形成する水平信号再合成手段とに
より、画質改善を行うように構成した。
The above-mentioned problems have been solved by constructing a noise reduction device by the following means. (1) In an image quality improving device that performs ringing and noise reduction processing on a video signal for reproducing a horizontal and vertical two-dimensional image, in the vertical direction, the input signal is divided into a vertical low frequency component and a vertical high frequency component. A signal separating means, a vertical envelope extracting means for obtaining an envelope component of the vertical high-frequency component, and a vertical window function which forms a vertical window function based on the vertical envelope component and a predetermined first reference value. Window function forming means, vertical high-frequency conversion means for converting the vertical high-frequency component to a second vertical high-frequency component using the vertical window function, and the second vertical high-frequency component for the second vertical high-frequency component. Vertical signal recombining means for forming a vertical recombined signal by adding and combining the vertical low-frequency components,
With respect to the horizontal direction, a horizontal signal separating means for dividing the vertical re-synthesis signal into a horizontal low-frequency component and a horizontal high-frequency component, a horizontal envelope extracting means for obtaining an envelope component of the horizontal high-frequency component, and Horizontal window function forming means for forming a window function in the horizontal direction based on the horizontal envelope component and a predetermined second reference value, and the horizontal high-frequency component is changed to a second horizontal height by using the horizontal window function. Image quality improvement by a horizontal high-frequency converting means for converting into a high-frequency component and a horizontal signal re-synthesizing means for adding and synthesizing the second horizontal high-frequency component with the horizontal low-frequency component to form a horizontal re-synthesis signal. Configured to do.

【0013】(2) (1)において、垂直信号分離手
段で、入力信号の周波数帯域を包含する100 %ロールオ
フ特性の低域濾波器を用いて垂直低域成分を分離し、し
かる後に前記の入力信号から前記の垂直低域成分を減算
することで垂直高域成分を得、水平信号分離手段では、
まず入力される前記の垂直再合成信号の周波数帯域を包
含する100 %ロールオフ特性の低域濾波器を用いて水平
低域成分を分離し、しかる後に前記の垂直再合成信号か
ら前記の水平低域成分を減算することで水平高域成分を
得るように構成した。
(2) In (1), the vertical signal separating means separates the vertical low-pass components by using a low-pass filter having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input signal, and then separates the above-mentioned vertical low-pass components. A vertical high frequency component is obtained by subtracting the vertical low frequency component from the input signal, and in the horizontal signal separating means,
First, a horizontal low-pass component is separated by using a low-pass filter having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input vertical re-synthesis signal. A horizontal high frequency component is obtained by subtracting the high frequency component.

【0014】(3) (1)又は(2)において、前記
の垂直低域成分に対する入力信号の複数標本点の値との
差の自乗和平均の平方根等から求められる垂直標準偏差
値から垂直包絡線成分を求める垂直包絡線抽出手段と、
前記の水平高域成分の自乗和平均の平方根等から求めら
れる水平標準偏差値から水平包絡線成分を求める水平包
絡線抽出手段とを備えた。
(3) In (1) or (2), the vertical envelope is calculated from the vertical standard deviation value obtained from the square root of the root mean square of the difference between the vertical low-frequency component and the values of a plurality of sampling points of the input signal. A vertical envelope extracting means for obtaining a line component,
And a horizontal envelope extracting means for obtaining a horizontal envelope component from a horizontal standard deviation value obtained from the square root of the square sum average of the horizontal high frequency components.

【0015】(4) (1)又は(2)において、前記
の垂直標準偏差値に対して、更に水平低域濾波器で帯域
制限を行って垂直包絡線成分を定める垂直包絡線抽出手
段と、前記の水平標準偏差値に対して、更に水平低域濾
波器で帯域制限を行って水平包絡線成分を定める水平包
絡線抽出手段とを備えた。
(4) In (1) or (2), vertical envelope extraction means for determining a vertical envelope component by band limiting the horizontal standard low pass filter with respect to the vertical standard deviation value. The horizontal standard deviation value is further limited by a horizontal low-pass filter, and horizontal envelope extracting means for determining a horizontal envelope component is provided.

【0016】(5) (1)乃至(4)のいずれかにお
いて、前記の垂直または水平の包絡線成分と所定の基準
値とから位相角を求め、前記の位相角の変域を0乃至π
/2の間とし、これを正弦関数または余弦関数等の三角
関数に適用し、前記三角関数を所定乗倍して変域が0乃
至1の範囲の窓関数を求める垂直または水平の窓関数形
成手段を備えた。
(5) In any one of (1) to (4), a phase angle is obtained from the vertical or horizontal envelope component and a predetermined reference value, and the range of the phase angle is 0 to π.
/ 2, and this is applied to a trigonometric function such as a sine function or a cosine function, and the trigonometric function is multiplied by a predetermined power to obtain a window function in the range of 0 to 1 Vertical or horizontal window function formation Equipped with means.

【0017】(6) (5)において、前記の位相角は
垂直または水平の包絡線成分と所定の基準値との和に対
する、前記の垂直または水平の包絡線成分、または前記
の基準値との比率から求めるように構成した。
(6) In (5), the phase angle is the sum of the vertical or horizontal envelope component and a predetermined reference value with respect to the vertical or horizontal envelope component or the reference value. It is configured to be obtained from the ratio.

【0018】(7) 映像信号に対して、水平垂直時間
の3次元処理でリンギング低減処理と雑音低減処理を行
う画質改善装置において、時間方向に関して、入力信号
を時間低域成分と時間高域成分とに分ける時間信号分離
手段と、前記の時間高域成分の包絡線成分を求める時間
包絡線抽出手段と、前記の時間包絡線成分と所定の第1
の基準値とに基づき時間方向の窓関数を形成する時間窓
関数形成手段と、前記の時間窓関数を用いて前記の時間
高域成分を第2の時間高域成分に変換する時間高域成分
変換手段と、前記の第2の時間高域成分を前記の時間低
域成分に加算合成して時間再合成信号を形成する時間信
号再合成手段と、垂直方向に関して、前記の時間再合成
信号を垂直低域成分と垂直高域成分とに分ける垂直信号
分離手段と、前記の垂直高域成分の包絡線成分を求める
垂直包絡線抽出手段と、前記の垂直包絡線成分と所定の
第2の基準値とに基づき垂直方向の窓関数を形成する垂
直窓関数形成手段と、前記の垂直窓関数を用いて前記の
垂直高域成分を第2の垂直高域成分に変換する垂直高域
成分変換手段と、前記の第2の垂直高域成分を前記の垂
直低域成分に加算合成して垂直再合成信号を形成する垂
直信号再合成手段と、水平方向に関して、前記の垂直再
合成信号を水平低域成分と水平高域成分とに分ける水平
信号分離手段と、前記の水平高域成分の包絡線成分を求
める水平包絡線抽出手段と、前記の水平包絡線成分と所
定の第3の基準値とに基づき水平方向の窓関数を形成す
る水平窓関数形成手段と、前記の水平窓関数を用いて前
記の水平高域成分を第2の水平高域成分に変換する水平
高域成分変換手段と、前記の第2の水平高域成分を前記
の水平低域成分に加算合成して水平再合成信号を形成す
る水平信号再合成手段とにより、画質改善を行うように
構成した。
(7) In an image quality improving device that performs a ringing reduction process and a noise reduction process on a video signal by three-dimensional processing of horizontal and vertical times, in the time direction, the input signal is time low frequency component and time high frequency component. A time signal separating means for dividing the time high-frequency component, a time envelope extracting means for obtaining an envelope component of the time high frequency component, the time envelope component and a predetermined first
Time window function forming means for forming a window function in the time direction based on the reference value of, and a time high frequency component for converting the time high frequency component into a second time high frequency component using the time window function. Conversion means, time signal recombining means for adding and synthesizing the second time high-frequency component to the time low-frequency component to form a time recombined signal, and the time recombined signal in the vertical direction. A vertical signal separating means for dividing a vertical low-frequency component and a vertical high-frequency component, a vertical envelope extracting means for obtaining an envelope component of the vertical high-frequency component, the vertical envelope component and a predetermined second criterion. Vertical window function forming means for forming a window function in the vertical direction based on the value, and vertical high frequency component conversion means for converting the vertical high frequency component into a second vertical high frequency component using the vertical window function. And adding the second vertical high frequency component to the vertical low frequency component A vertical signal recombining means for forming a vertical recombined signal, a horizontal signal separating means for dividing the vertical recombined signal into a horizontal low-frequency component and a horizontal high-frequency component, and the horizontal high-frequency component. Horizontal envelope extracting means for obtaining an envelope component of the area component; horizontal window function forming means for forming a horizontal window function based on the horizontal envelope component and a predetermined third reference value; A horizontal high-frequency component converting means for converting the horizontal high-frequency component into a second horizontal high-frequency component using a window function, and the second horizontal high-frequency component is added and synthesized with the horizontal low-frequency component. And a horizontal signal recombining means for forming a horizontal recombined signal to improve the image quality.

【0019】(8) (7)において、時間信号分離手
段で、まず入力信号の周波数帯域を包含する100 %ロー
ルオフ特性の時間低域濾波器を用いて時間低域成分を分
離し、しかる後に前記の入力信号から前記の時間低域成
分を減算することで時間高域成分を得、垂直信号分離手
段では、まず入力される前記の時間再合成信号の周波数
帯域を包含する100 %ロールオフ特性の垂直低域濾波器
を用いて垂直低域成分を分離し、しかる後に前記の時間
再合成信号から前記の垂直低域成分を減算することで垂
直高域成分を得、水平信号分離手段では、まず入力され
る前記の垂直再合成信号の周波数帯域を包含する100 %
ロールオフ特性の水平低域濾波器を用いて水平低域成分
を分離し、しかる後に前記の垂直再合成信号から前記の
水平低域成分を減算することで水平高域成分を得るよう
に構成した。
(8) In (7), the time signal separating means first separates the time low-pass components using a time low-pass filter having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input signal, and thereafter, The time high-frequency component is obtained by subtracting the time low-frequency component from the input signal, and the vertical signal separation means first uses a 100% roll-off characteristic including the frequency band of the time re-synthesis signal to be input. The vertical low-pass component is separated by using the vertical low-pass filter of, and then the vertical high-pass component is obtained by subtracting the vertical low-pass component from the time recombined signal, and in the horizontal signal separating means, 100% including the frequency band of the vertical re-synthesis signal input first
A horizontal low-pass filter having a roll-off characteristic is used to separate the horizontal low-pass component, and thereafter the horizontal low-pass component is subtracted from the vertical re-synthesis signal to obtain a horizontal high-pass component. .

【0020】(9) (7)又は(8)において、前記
の時間低域成分に対する入力信号の複数標本点の値との
差の自乗和平均の平方根などから求められる時間標準偏
差値から時間包絡線成分を求める時間包絡線抽出手段
と、前記の垂直低域成分に対する入力されれる前記の時
間再合成信号の複数標本点の値との差の自乗和平均の平
方根などから求められる垂直標準偏差値から垂直包絡線
成分を求める垂直包絡線抽出手段と、前記の水平高域成
分の自乗和平均の平方根などから求められる水平標準偏
差値から水平包絡線成分を求める水平包絡線抽出手段と
を備えた。
(9) In (7) or (8), the time envelopment is performed from the time standard deviation value obtained from the square root of the root mean square of the difference between the values of the sampling points of the input signal with respect to the time low frequency component. A vertical standard deviation value obtained from the square root of the square sum average of the difference between the time envelope extracting means for obtaining the line component and the values of the plurality of sampling points of the input time recombined signal for the vertical low frequency component. A vertical envelope extracting means for obtaining a vertical envelope component from the horizontal envelope extracting means for obtaining a horizontal envelope component from a horizontal standard deviation value obtained from the square root of the square sum average of the horizontal high-frequency components and the like. .

【0021】(10) (7)又は(8)において、前記
の時間標準偏差値に対して、更に水平低域濾波器で帯域
制限を行って時間包絡線成分を定める時間包絡線抽出手
段と、前記の垂直標準偏差値に対して、更に水平低域濾
波器で帯域制限を行って垂直包絡線成分を定める垂直包
絡線抽出手段と、前記の水平標準偏差値に対して、更に
水平低域濾波器で帯域制限を行って水平包絡線成分を定
める水平包絡線抽出手段とを備えた。
(10) In (7) or (8), a time envelope extracting means for defining a time envelope component by further band limiting the horizontal standard low pass filter with respect to the time standard deviation value. Vertical envelope extraction means for determining a vertical envelope component by band-limiting the vertical standard deviation value with a horizontal low-pass filter, and horizontal low-pass filtering for the horizontal standard deviation value. And a horizontal envelope extracting means for determining a horizontal envelope component by performing band limitation with a container.

【0022】(11) (7)乃至(10)のいずれかにお
いて、前記の時間、垂直、水平の包絡線成分と所定の基
準値とから位相角を求め、前記の位相角の変域を0〜π
/2の間とし、これを正弦関数又は余弦関数などの三角
関数に適用し、前記三角関数を所定乗倍して変域が0〜
1の範囲の窓関数を求める時間、垂直、水平の窓関数形
成手段を備えた。
(11) In any one of (7) to (10), a phase angle is obtained from the time, vertical and horizontal envelope components and a predetermined reference value, and the range of the phase angle is set to 0. ~ Π
/ 2, and this is applied to a trigonometric function such as a sine function or a cosine function.
A time window vertical and horizontal window function forming means for determining a window function in the range of 1 is provided.

【0023】(12) (11)において、前記の位相角は
時間、垂直、水平の包絡線成分と所定の基準値との和に
対する、前記の時間、垂直、水平の包絡線成分、又は前
記の基準値との比率から求めるように構成した。
(12) In (11), the phase angle is the time, vertical or horizontal envelope component with respect to the sum of the time, vertical or horizontal envelope component and a predetermined reference value, or It is configured to be obtained from the ratio with the reference value.

【0024】[0024]

【実施例】図1及び図3は本発明の画質改善装置の第1
の実施例である。図4乃至図26は動作説明図である。動
作説明の波形図では、ブロックまたは回路での処理時間
による時間遅延を省略し、提示する波形の基準となる位
置に合わせた表記法を用いている。例えば、パルス信号
を扱う場合はそのピークとなる位置を基準(時間t=
0)とし、各ブロックまたは回路での処理を行った後の
波形も同じ時間基準で描いた。本発明では水平垂直の2
次元配置の画像信号を扱うが、図5(a) に正方格子状に
配置された画像信号の標本点の配置図を示す。x00(□
印)を中心画素として、水平方向に−NからN迄の2N+1
個(●印)、垂直方向にm-1 からm+1 の3個(●印)の
画素配列を示してある。垂直方向はフィールド画像を扱
うことにするので3本の走査線データを扱うことにな
る。動作説明の中で引用する機能ブロックで扱う画素の
範囲は、垂直方向は最大3画素、水平方向は最大15画
素である。
1 and 3 show a first embodiment of an image quality improving apparatus of the present invention.
It is an example of. 4 to 26 are operation explanatory diagrams. In the waveform diagrams for explaining the operation, the time delay due to the processing time in the block or the circuit is omitted, and the notation according to the reference position of the presented waveform is used. For example, when handling a pulse signal, the peak position is used as a reference (time t =
0), and the waveform after processing in each block or circuit is also drawn on the same time base. In the present invention, horizontal and vertical 2
An image signal having a three-dimensional arrangement is dealt with, and FIG. 5A shows an arrangement diagram of sample points of the image signal arranged in a square lattice. x00 (□
Mark) as the central pixel and 2N + 1 from -N to N in the horizontal direction
The number () indicates a pixel array of three () from m-1 to m + 1 in the vertical direction. In the vertical direction, since a field image will be handled, three scan line data will be handled. The range of pixels handled by the functional blocks quoted in the operation description is a maximum of 3 pixels in the vertical direction and a maximum of 15 pixels in the horizontal direction.

【0025】図1は、本発明による画質改善装置の一実
施例であり、図3は図1の主なブロックの具体的構成例
である。図1は機能的に2つの大きなブロック群に分け
ることが出来る。ブロック11〜1−aは入力画像信号
の垂直方向の画質改善処理を行い、1−b〜1−kは水
平方向の画質改善処理を行うブロック群である。まず、
垂直方向の画質改善ブロック群の構成を説明する。ブロ
ック11は第1の低域濾波器、13は第1の減算器、1
5は第1の加算器、17は第1の乗算器、18は第1の
標準偏差回路、19は第2の低域濾波器、1−aは第1
の非線形変換器で、12、14、16は回路系での処理
時間補正の遅延回路である。次に、水平方向の画質改善
ブロック群の構成を説明する。1−bは第3の低域濾波
器、1−dは第2の減算器、1−fは第2の加算器、1
−hは第2の乗算器、1−iは第2の標準偏差回路、1
−jは第4の低域濾波器、1−kは第2の非線形変換器
で、1−c、1−e、1−gは処理時間補正の遅延回路
である。
FIG. 1 shows an embodiment of the image quality improving device according to the present invention, and FIG. 3 shows a concrete example of the configuration of the main blocks of FIG. FIG. 1 can be functionally divided into two large block groups. Blocks 11 to 1-a are blocks that perform image quality improvement processing in the vertical direction of the input image signal, and 1-b to 1-k are blocks that perform image quality improvement processing in the horizontal direction. First,
The configuration of the image quality improvement block group in the vertical direction will be described. Block 11 is a first low pass filter, 13 is a first subtractor, 1
5 is a first adder, 17 is a first multiplier, 18 is a first standard deviation circuit, 19 is a second low-pass filter, 1-a is the first
In the non-linear converter, 12, 14, 16 are delay circuits for processing time correction in the circuit system. Next, the configuration of the image quality improvement block group in the horizontal direction will be described. 1-b is a third low-pass filter, 1-d is a second subtractor, 1-f is a second adder, 1
-H is a second multiplier, 1-i is a second standard deviation circuit, 1
-J is a fourth low-pass filter, 1-k is a second nonlinear converter, and 1-c, 1-e, and 1-g are delay circuits for processing time correction.

【0026】図1の入力ラインLaからの入力信号とし
て、図4(a) の様に信号帯域がfm(略4MHz )の輝度
信号を扱う。波形例として、リンギングが最も多い図7
の様なインパルス波形、即ちsinx/xパルス波形を
取り上げる。図7(a) は振幅線形表示の波形図、図7
(b) は振幅dB表示の波形図、図7(c) は振幅線形表示の
スペクトル図、そして図7(d) は振幅dB表示のスペクト
ル図である。図7(a) は線形の時間変化波形図である
が、図7(b) は微小なリンギング成分を分かり易いレン
ジで見るための時間波形図であり、図7(c) は信号周波
数帯域内の状態、即ち周波数特性の滑らかさの度合を見
るスペクトル図であり、図7(d) は信号帯域外での状態
を見易くするスペクトル図である。
As an input signal from the input line La of FIG. 1, a luminance signal having a signal band fm (approximately 4 MHz) as shown in FIG. 4A is handled. As an example of the waveform, FIG.
An impulse waveform such as, that is, sinx / x pulse waveform is taken up. Figure 7 (a) is a waveform diagram of amplitude linear display,
FIG. 7B is a waveform diagram in amplitude dB display, FIG. 7C is a spectrum diagram in amplitude linear display, and FIG. 7D is a spectrum diagram in amplitude dB display. 7 (a) is a linear time-varying waveform diagram, while FIG. 7 (b) is a temporal waveform diagram for viewing a minute ringing component in an easy-to-understand range, and FIG. 7 (c) is within the signal frequency band. FIG. 7D is a spectrum diagram for observing the degree of smoothness of the frequency characteristic, and FIG. 7D is a spectrum diagram for making it easy to see the state outside the signal band.

【0027】このsinx/xパルス波形を図5(b) の
様な2次元形式で入力する。図5(a) で横軸は時間表示
で水平方向を表し、縦軸は走査線表示で垂直方向を表し
ている。走査線番号m−3〜m+4迄の走査線の波形を
描いているが、走査線番号m−3〜m迄に水平方向にリ
ンギングの拡がったsinx/xパルスが存在すること
を表している。2次元的に拡がる画像の一部を切り取
り、信号波形で表わした図である。以下の各ブロックの
動作説明で引用する波形図、図5(c) 、図10〜図13、図
24、図25においても同様な2次元的な表現法を用いる。
図5(b) の模式図を精度を上げて描いた波形図が図10
(a) であり、水平方向±5μsの範囲の2次元表示の波
形図である。この入力信号は第1の低域濾波器11と第
1の遅延回路12に供給される。第1の低域濾波器11
の特性G1(f) は、数5のような帯域525/4 cph 迄の100
%ロールオフ特性の低域濾波器である。
This sinx / x pulse waveform is input in a two-dimensional format as shown in FIG. 5 (b). In FIG. 5 (a), the horizontal axis represents time display in the horizontal direction, and the vertical axis represents scanning line display in the vertical direction. Although the waveforms of the scanning lines from the scanning line number m-3 to m + 4 are drawn, it shows that there is a sinx / x pulse in which the ringing spreads horizontally in the scanning line numbers m-3 to m. It is the figure which cut out a part of image which spreads two-dimensionally, and was represented by the signal waveform. Waveform diagrams quoted in the following description of the operation of each block, Fig. 5 (c), Fig. 10 to Fig. 13, Fig.
The same two-dimensional representation method is used in FIGS. 24 and 25.
Fig. 10 shows the waveform diagram of the schematic diagram of Fig. 5 (b) drawn with higher accuracy.
FIG. 6A is a waveform diagram of two-dimensional display in the range of ± 5 μs in the horizontal direction, which is (a). This input signal is supplied to the first low-pass filter 11 and the first delay circuit 12. First low pass filter 11
The characteristic G1 (f) is 100 up to 525/4 cph in the band as shown in Equation 5.
% Low-pass filter with roll-off characteristic.

【0028】[0028]

【数5】 (Equation 5)

【0029】これはテレビジョンのインターレス走査即
ちフィールド単位で見た場合に、図4(e) の太実線で示
すような、映像信号帯域の上限信号周波数fmaxで0
となるような特性である。フレーム単位で1画像が構成
される場合には、フィールド画像の垂直方向は帯域制限
されていないのが普通である。この第1の低域濾波器の
出力波形図を図10(c) に示すが、垂直方向の波形変化部
の高域成分が抑圧された波形となっている。データ的に
は走査線番号m及びm+1 の波形に変化が見られる。図3
(a) はこの第1の低域濾波器11の回路構成例である
が、遅延回路群と増幅器群(重み付け回路群)と合成器
とから成るディジタル構成のトランスバーサルフィルタ
である。La-a1は入力ライン、La-a2が出力ラインであ
る。ブロックa−a1、a−a2は各々遅延時間が水平
走査周期Th(次式)の直列接続された遅延回路群であ
る。
This is 0 at the upper limit signal frequency fmax of the video signal band as shown by the thick solid line in FIG. 4 (e) when viewed in interlaced scanning of the television, that is, in field units.
The characteristics are as follows. When one image is formed on a frame-by-frame basis, the vertical direction of the field image is usually not band-limited. The output waveform diagram of the first low-pass filter is shown in FIG. 10 (c), which shows a waveform in which the high-frequency component of the vertical waveform change portion is suppressed. In terms of data, changes are seen in the waveforms of scanning line numbers m and m + 1. FIG.
(a) is a circuit configuration example of the first low-pass filter 11, which is a digital transversal filter including a delay circuit group, an amplifier group (weighting circuit group), and a combiner. La-a1 is an input line and La-a2 is an output line. Each of the blocks aa1 and aa2 is a group of delay circuits connected in series with a delay time of a horizontal scanning period Th (the following equation).

【0030】[0030]

【数6】 (Equation 6)

【0031】この遅延回路群からTh間隔の3個の信号が
出力される。この遅延信号群は、次段の増幅器群a−b
1、a−b2、a−b3に供給されるが、この増幅器群
で入力される信号に、各々所定の倍率(1/4,1/2,1/4 )
の重み付けが行われる。この増幅器群からの出力される
3個の信号は、次の合成器a−c1で加算合成され出力
される。数6でfmax=fh/2(fmax=帯域上限周波
数)なる置き換えを行えば、空間周波数表示のフィルタ
特性、数5、即ち図4(e) の太実線の様な特性が得られ
る。この第1の低域濾波器11の出力は、次段の第1の
減算器13と第2の遅延回路14に送られる。
This delay circuit group outputs three signals at Th intervals. This delayed signal group is the next-stage amplifier group a-b.
1, ab2 and ab3 are supplied to the signals input by this amplifier group, but with predetermined magnifications (1/4, 1/2, 1/4) respectively.
Are weighted. The three signals output from this amplifier group are added and combined by the next combiner a-c1 and output. If the replacement of fmax = fh / 2 (fmax = upper band upper limit frequency) is performed in Equation 6, the filter characteristic of the spatial frequency display, that is, Equation 5, that is, the characteristic shown by the bold solid line in FIG. 4 (e), can be obtained. The output of the first low-pass filter 11 is sent to the first subtractor 13 and the second delay circuit 14 in the next stage.

【0032】また、ラインLaからの入力信号は第1の
遅延回路12で、第1の低域濾波器11での処理時間T
hの時間遅延が与えられ、次段の減算器13に送られ
る。第1の減算器13は第1の遅延回路12からの信号
と、第1の低域濾波器11からの信号との差を求める回
路である。図10(b) に出力波形図を示すが、これは入力
信号の垂直方向の高域成分である。走査線番号mとm+
1の所に波形の変化が見られる。この減算器の出力は次
段の第3の遅延回路16に加えられる。第1の標準偏差
回路18は、ブロック12から加えられる水平走査期間
毎に前後する複数個(3個)の標本点とブロック11か
ら加えられる低域成分との差の自乗和平均の平方根を求
める回路であるが、これは空間的には垂直方向の3つの
画素の値を用いた次式の様な演算になる。
The input signal from the line La is processed by the first delay circuit 12 at the processing time T in the first low pass filter 11.
It is given a time delay of h and sent to the subtractor 13 in the next stage. The first subtractor 13 is a circuit that finds the difference between the signal from the first delay circuit 12 and the signal from the first low-pass filter 11. The output waveform diagram is shown in Fig. 10 (b), which is the vertical high-frequency component of the input signal. Scan line numbers m and m +
A change in the waveform can be seen at position 1. The output of this subtractor is added to the third delay circuit 16 in the next stage. The first standard deviation circuit 18 obtains the square root of the sum of squared averages of the differences between a plurality of (three) sample points before and after each horizontal scanning period added from the block 12 and the low-frequency component added from the block 11. Although it is a circuit, this is a calculation like the following equation using the values of three pixels in the vertical direction spatially.

【0033】[0033]

【数7】 (Equation 7)

【0034】この標準偏差回路18の具体的な構成例を
図3(b) に示す。図において、ラインLb-a1及びLb-a2
は入力端子、ラインLb-a3は出力端子である。b−a
1、b−a2は各々遅延時間がTh(水平走査周期)の
遅延回路であり、直列に接続されており、前段の遅延回
路12で時間補正された後の、時間間隔Thの3つの入
力信号の標本値が取り出せる構成になる。この遅延回路
群からの3つの標本値は、次の減算器群b−b1〜b−
b3に加えられる。これらのブロックにはラインLb-a2
を介して、共通に低域濾波器11から送り込まれた信号
が加えられている。ここで、ブロック12から入力され
る時間的に前後する3つの信号と低域濾波器11からの
信号との差が求められる。この減算器群b−b1〜b−
b3からの3つの信号は、各々次の乗算器群b−c1〜
b−c3に加えられる。
A concrete configuration example of the standard deviation circuit 18 is shown in FIG. 3 (b). In the figure, lines Lb-a1 and Lb-a2
Is an input terminal, and the line Lb-a3 is an output terminal. ba
Reference numerals 1 and b-a2 are delay circuits each having a delay time Th (horizontal scanning period), which are connected in series and three input signals having a time interval Th after being time-corrected by the delay circuit 12 in the preceding stage. The sample value of can be taken out. The three sample values from this delay circuit group are the following subtractor groups b-b1 to b-
It is added to b3. These blocks have line Lb-a2
The signal sent from the low-pass filter 11 is commonly added via. Here, the difference between the three signals which are input from the block 12 and are temporally preceding and following, and the signal from the low-pass filter 11 is obtained. This subtractor group b-b1 to b-
The three signals from b3 are respectively the following multiplier groups b-c1 to b-c1.
b-c3.

【0035】この乗算器群は入力される信号の自乗値を
求める回路であり、入力される信号同士の掛け算を行う
回路である。この乗算器群から得られた3つの信号は、
次の合成器b−d1で加算合成される。この加算合成さ
れた信号は、次の変換器b−e2で平方根が求められラ
インLb-a3から出力される。この変換器は入力される値
と平方根との関係を予め計算して求めておき、ROM等
にそのデ−タを予め書き込んでおいて、必要な時に読み
出して出力するテーブル・ルックアップ方式の回路で実
現出来る。この第1の標準偏差回路18の出力波形図σ
vを図10(d) に示す。これは数7においてN=1として
求められる。この標準偏差回路の働きにより入力される
垂直方向の高域成分の包絡線成分が取り出される。隣接
する複数標本点からの自乗和の平方根を求めているた
め、低域濾波器の機能も含まれており、垂直方向の高調
波成分も抑制される。第1の標準偏差値σvは次段の第
2の低域濾波器19に加えられる。この低域濾波器19
の特性G2(f) は、次式で表される様なブロック11と同
じ構成で、周波数帯域7.16MHz ( =fs/2)の100 %ロ
ールオフ特性の低域濾波器である。
This multiplier group is a circuit for obtaining the square value of input signals, and is a circuit for multiplying input signals. The three signals obtained from this group of multipliers are
The following combiner b-d1 performs addition combining. The square roots of the signals obtained by the addition and synthesis are calculated by the next converter b-e2 and output from the line Lb-a3. This converter is a table lookup type circuit that calculates the relationship between the input value and the square root in advance, writes the data in a ROM or the like in advance, and reads and outputs the data when necessary. Can be achieved with. Output waveform diagram σ of the first standard deviation circuit 18
v is shown in FIG. 10 (d). This is calculated as N = 1 in the equation (7). Due to the function of the standard deviation circuit, the envelope component of the vertical high frequency component that is input is extracted. Since the square root of the sum of squares from adjacent sample points is obtained, the function of the low-pass filter is also included, and the harmonic components in the vertical direction are also suppressed. The first standard deviation value σv is applied to the second low pass filter 19 in the next stage. This low-pass filter 19
The characteristic G2 (f) is a low-pass filter having the same configuration as the block 11 represented by the following equation and a 100% roll-off characteristic in the frequency band 7.16 MHz (= fs / 2).

【0036】[0036]

【数8】 (Equation 8)

【0037】図3(c) はこの第2の低域濾波器19の回
路構成例であるが、第1の低域濾波器11と同様で、遅
延回路群と増幅器群(重み付け回路群)と合成器とから
成るディジタル構成のトランスバーサルフィルタであ
る。Lc-a1は入力ライン、Lc-a2が出力ラインである。
c−a1、c−a2は各々遅延時間が標本化間隔Ts(数
2)の直列接続された遅延回路群である。この遅延回路
群からTs間隔の3個の信号が出力される。この遅延信号
群は、次段の増幅器群c−b1〜c−b3に供給される
が、この増幅器群で入力される信号に、各々所定の倍率
(1/4,1/2,1/4 )の重み付けが行われる。この増幅器群
からの出力される3個の信号は、次の合成器c−c1で
加算合成され出力される。この第2の低域濾波器19の
出力波形図を図11(e) に示す。入力される第1の標準偏
差値に残留する不要な水平方向の高域成分が除去された
なだらかな波形になる。帯域制限を強く掛け、リンギン
グ低減範囲を絞り込むことも出来る。この第2の低域濾
波器19の出力は、次の第1の非線形変換器1−aに加
えられる。この第1の非線形変換器1−aの特性例を次
式に示す。
FIG. 3C shows an example of the circuit configuration of the second low-pass filter 19, which is similar to the first low-pass filter 11 and includes a delay circuit group, an amplifier group (weighting circuit group), and It is a transversal filter having a digital configuration including a synthesizer. Lc-a1 is an input line and Lc-a2 is an output line.
Each of c-a1 and c-a2 is a group of delay circuits connected in series with a delay time of sampling interval Ts (Equation 2). This delay circuit group outputs three signals at Ts intervals. This delayed signal group is supplied to the amplifier groups c-b1 to c-b3 at the next stage, and the signals inputted by this amplifier group are respectively given predetermined magnifications (1/4, 1/2, 1/4). ) Is weighted. The three signals output from this amplifier group are added and combined by the next combiner c-c1 and output. An output waveform diagram of the second low pass filter 19 is shown in FIG. 11 (e). An unnecessary horizontal high frequency component remaining in the input first standard deviation value is removed to form a smooth waveform. The banding reduction range can be narrowed down by strongly applying band limitation. The output of this second low pass filter 19 is applied to the next first non-linear converter 1-a. An example of the characteristic of the first non-linear converter 1-a is shown in the following equation.

【0038】[0038]

【数9】 [Equation 9]

【0039】ここでxを入力される信号の絶対値とした
のは、前段の第1の低域濾波器11の働きで、微小なが
ら負の値が入力される恐れがあるためである。この式の
最初の項ではxとx+xoとの比、即ち、x/(x+xo)を用いて
いるが、これを図4(d) に示すxとx+xoの波形例で見る
と、波形のピークにあたる時刻t=tbにおいては、x >
>xoなのでこの比の値は1に近い値であり、ピークから
少し離れたt =taにおいては比の値は1〜1/2 の範囲内
の値であり、ピークから更に離れたt =tcにおいてはx
=xoで比の値は1/2 となり、xが十分小さい時には比の
値は0に近い値になること。この比の値にπ/2を掛けれ
ば0〜π/2の間の値が得られること等から、これを位相
角とする正弦関数を用いることが出来る。
Here, the reason why x is the absolute value of the input signal is that the first low-pass filter 11 in the preceding stage may act to input a small negative value. In the first term of this equation, the ratio of x to x + xo, that is, x / (x + xo) is used. This is seen in the waveform example of x and x + xo shown in Fig. 4 (d). And at time t = tb, which is the peak of the waveform, x>
Since> xo, the value of this ratio is close to 1, and at t = ta, which is a little away from the peak, the value of the ratio is in the range of 1 to 1/2, and t = tc, which is further away from the peak. At x
= Xo, the ratio value becomes 1/2, and when x is sufficiently small, the ratio value should be close to 0. Since a value between 0 and π / 2 can be obtained by multiplying the value of this ratio by π / 2, a sine function having this as a phase angle can be used.

【0040】また、この正弦関数と90゜位相差の余弦関
数を用いることも出来る。この時の位相角は数9の第2
項に示すように、xo/(x+xo)の比率から求めら
れる。これらの位相角に基づく正弦関数または余弦関数
等の三角関数のr乗倍と、若干の微調整のための係数Ko
とから窓関数が形成される。xo=0.01、Ko=1でr=
1、2、4、8、16とした時の窓関数、即ち変換器出力
Kの計算例を図6に示す。図6(a) は横軸x=0〜0.02
に対するK、図6(b) は横軸x=0〜0.2 に対するKの
計算例である。窓関数の特性はパラメータxo、r、Ko
の与え方によって特性を変えることが出来るが、動作波
形図を得る為に用いた標準値は、次式のパラメータであ
る。
It is also possible to use this sine function and the cosine function of 90 ° phase difference. At this time the phase angle is
As shown in the section, it is obtained from the ratio of xo / (x + xo). The r-th power of a trigonometric function such as a sine function or a cosine function based on these phase angles and a coefficient Ko for slight fine adjustment
The window function is formed from and. xo = 0.01, Ko = 1 and r =
FIG. 6 shows an example of calculation of the window function, that is, the converter output K when 1, 2, 4, 8, and 16 are set. In Fig. 6 (a), the horizontal axis x = 0 to 0.02
6B is an example of calculation of K for the horizontal axis x = 0 to 0.2. The characteristics of the window function are the parameters xo, r, Ko
The characteristics can be changed depending on the method of giving, but the standard value used to obtain the operation waveform diagram is the parameter of the following equation.

【0041】[0041]

【数10】 [Equation 10]

【0042】この様な非線形特性は、テーブルルックア
ップ方式のROM 等で構成出来る。図11(f)に上記の式
のパラメータを基に求めた出力波形図を示す。この波形
は入力信号がsinx/xの波形の場合であり、他の波
形が入力信号の場合はそれに応じた別の波形となること
は言うまでもない。このようにして定められる数10の
値Kは、窓関数としてリンギング及び雑音低減の為に使
用される。リンギング低減、即ちリンギングの存在範囲
を狭める目的には、時間領域の窓関数が有効である。本
発明はこの窓関数の形成方法に特徴がある。この垂直方
向の窓関数に関して言えば、後述するようにリンギング
低減機能よりも、むしろ雑音低減の機能の方が前面に現
れる。これはインターレス走査方式のテレビジョン映像
信号を扱う場合には、フィールド画像の垂直方向に帯域
制限が行われないのが普通だからである。しかし、圧縮
伸張等に伴う符号化歪が存在する場合には、垂直方向に
も急峻な帯域制限と同等のリンギングの発生が起こり得
るので、そのような場合に本発明は有効に機能すること
になる。
Such a non-linear characteristic can be constituted by a table lookup type ROM or the like. FIG. 11 (f) shows an output waveform diagram obtained based on the parameters of the above equation. It goes without saying that this waveform is a case where the input signal is a sinx / x waveform, and when another waveform is an input signal, it becomes a different waveform corresponding to it. The value K of the equation 10 determined in this way is used as a window function for ringing and noise reduction. A window function in the time domain is effective for the purpose of reducing ringing, that is, narrowing the existing range of ringing. The present invention is characterized by this window function forming method. Regarding the vertical window function, the noise reduction function appears rather than the ringing reduction function on the front surface, as will be described later. This is because when the television video signal of the interlace scanning system is handled, band limitation is not normally performed in the vertical direction of the field image. However, when there is coding distortion due to compression / expansion or the like, ringing equivalent to a sharp band limitation may occur in the vertical direction as well, so that the present invention functions effectively in such a case. Become.

【0043】第2の遅延回路14及び第3の遅延回路1
6は、共に窓関数形成回路系(ブロック18〜1−a)で
の処理時間を補正する為の遅延回路である。遅延時間は
Th+Tsであり、それぞれ入力信号を遅延させて出力
させる。この第1の非線形変換器1−aの出力は次の第
1の乗算器17に加えられ、第3の遅延回路16からの
信号との積を求める際の窓関数となる。この乗算器17
の出力波形図を図11(g) に示す。窓関数を掛ける前の信
号の図10(b) と比較すると水平方向のリンギングが押さ
え込まれた波形になっている。次の第1の加算器15
で、遅延回路14からの低域成分と乗算器17からの第
2の垂直高域成分とが加算される。加算合成の結果はラ
インLbを介して出力される。この出力波形図を図11
(h)に示す。このラインLa〜Lb迄の処理が垂直方向に
対する画質改善処理である。図10(a) の入力信号と比較
すると、走査線番号mの波形の高域成分がやや落ち、走
査線番号m+1 の波形はその跳ね返りの高域成分になって
いる。ラインLbのからの出力は、第3の低域濾波器1−
bと第4の遅延回路1−cとに加えられる。この第3の
低域濾波器の特性G3(f) は、数11の様な通過帯域が4MH
z 迄の100 %ロールオフ特性の低域濾波器である。
Second delay circuit 14 and third delay circuit 1
Reference numeral 6 is a delay circuit for correcting the processing time in the window function forming circuit system (blocks 18 to 1-a). The delay time is Th + Ts, and each delays the input signal and outputs it. The output of the first non-linear converter 1-a is added to the next first multiplier 17 and serves as a window function for obtaining the product of the signal from the third delay circuit 16. This multiplier 17
Figure 11 (g) shows the output waveform diagram of the. Compared to Fig. 10 (b) of the signal before applying the window function, the waveform has horizontal ringing suppressed. Next first adder 15
Then, the low frequency component from the delay circuit 14 and the second vertical high frequency component from the multiplier 17 are added. The result of the addition synthesis is output via the line Lb. This output waveform diagram is shown in Figure 11.
It shows in (h). The processing of the lines La to Lb is the image quality improving processing in the vertical direction. Compared with the input signal of FIG. 10 (a), the high frequency component of the waveform of the scanning line number m is slightly dropped, and the waveform of the scanning line number m + 1 is the high frequency component of its rebound. The output from line Lb is the third low pass filter 1-
b and the fourth delay circuit 1-c. The characteristic G3 (f) of this third low-pass filter is that the pass band as shown in Eq.
It is a low-pass filter with 100% roll-off characteristics up to z.

【0044】[0044]

【数11】 [Equation 11]

【0045】これは映像信号帯域の上限信号周波数fmで
0となる特性である。この第3の低域濾波器の出力波形
図を図12(j) に示すが、水平方向の高域成分が抑圧さ
れ、リンギング成分が大部分抑圧された波形である。図
3(e) はこの第3の低域濾波器の回路構成例である。遅
延回路群と増幅器群と合成器とから成るディジタル構成
のトランスバーサルフィルタである。Le-a1は入力ライ
ン、Le-a2が出力ラインである。ブロックe−a1〜e
−a14は各々遅延時間が標本化周期Ts(数2)の直列接
続された遅延回路群である。
This is a characteristic which becomes 0 at the upper limit signal frequency fm of the video signal band. The output waveform diagram of the third low-pass filter is shown in FIG. 12 (j). It is a waveform in which the high-frequency component in the horizontal direction is suppressed and the ringing component is largely suppressed. FIG. 3 (e) shows an example of the circuit configuration of the third low pass filter. It is a transversal filter having a digital configuration including a delay circuit group, an amplifier group, and a combiner. Le-a1 is an input line and Le-a2 is an output line. Blocks e-a1 to e
Reference numeral -a14 is a group of delay circuits connected in series, each having a delay time of sampling period Ts (equation 2).

【0046】この遅延回路群からTs間隔の15個の信号
が出力される。この遅延信号群は、次段の増幅器群e−
b1〜e−b15に供給されるが、この増幅器群で入力さ
れる信号に、数11の特性を得るための所定の倍率の重み
付けが各々の増幅器で設定される。この増幅器群から出
力される15個の信号は、次の合成器e−c1で加算合
成されラインLe-a2から出力される。数11において、
fmax=fmなる置き換えを行えば、図4(e) の太実線のよ
うな特性が得られる。この第3の低域濾波器の出力は、
次段の第2の減算器1−dと第5の遅延回路1−eに送
られる。第2の減算器1−dは、第4の遅延回路1−c
からの信号と、第3の低域濾波器1−bからの信号との
差を求める回路である。図12(i) に出力波形図を示す
が、これは入力される信号の水平高域成分である。この
第2の減算器の出力は次段の第2の標準偏差回路1−i
と第6の遅延回路1−gに加えられる。第2の標準偏差
回路1−iは、第2の減算器1−dからの水平高域成分
の自乗和平均の平方根σh を求める回路であるが、ここ
では空間的には水平方向の5つの画素値を用いた次式の
様な演算を行っている。
This delay circuit group outputs 15 signals at Ts intervals. This delay signal group is the amplifier group e- of the next stage.
The signals input to the amplifier groups b1 to e-b15 are weighted by a predetermined magnification to obtain the characteristic of the equation (11) in each amplifier. The 15 signals output from this amplifier group are added and combined by the next combiner e-c1 and output from the line Le-a2. In the number 11,
If the replacement of fmax = fm is performed, the characteristics shown by the thick solid line in FIG. 4 (e) can be obtained. The output of this third low pass filter is
It is sent to the second subtractor 1-d and the fifth delay circuit 1-e in the next stage. The second subtractor 1-d includes a fourth delay circuit 1-c.
And a signal from the third low-pass filter 1-b. Figure 12 (i) shows the output waveform diagram, which is the horizontal high frequency component of the input signal. The output of the second subtractor is the second standard deviation circuit 1-i of the next stage.
And the sixth delay circuit 1-g. The second standard deviation circuit 1-i is a circuit for obtaining the square root σh of the square sum average of the horizontal high-frequency components from the second subtractor 1-d. The following calculation using the pixel value is performed.

【0047】[0047]

【数12】 (Equation 12)

【0048】この第2の標準偏差回路の具体的な構成例
を図3(d) に示す。図において、ラインLd-a1は入力端
子、Ld-a2は出力端子である。ブロックd−a1は入力
される信号を自乗する自乗回路である。b−b1〜b−
b4は各々遅延時間がTs(標本化周期)の遅延回路が直
列に接続された回路であり、自乗回路d−a1から入力
された時間Ts間隔の5つの信号の標本値が取り出せる
構成になっている。この遅延回路群からの5つの信号
は、次の合成器d−c1で加算合成される。この加算合
成された信号は、次の変換器d−d1で平方根が求めら
れラインLd-a2から出力される。この変換器は入力され
る値と平方根との関係を予め計算して求めておき、ROM
等にそのデ−タを予め書き込んでおいて、必要な時に読
み出して出力するテーブル・ルックアップ方式の回路で
実現出来る。
A concrete configuration example of the second standard deviation circuit is shown in FIG. 3 (d). In the figure, line Ld-a1 is an input terminal and Ld-a2 is an output terminal. The block d-a1 is a squaring circuit that squares the input signal. b-b1 to b-
b4 is a circuit in which delay circuits each having a delay time Ts (sampling period) are connected in series, and sampled values of five signals at time Ts intervals input from the squaring circuit d-a1 can be taken out. There is. The five signals from this delay circuit group are added and combined by the next combiner d-c1. The square roots of the signals obtained by the addition and synthesis are obtained by the next converter d-d1 and output from the line Ld-a2. This converter calculates in advance the relationship between the input value and the square root, and
It can be realized by a circuit of a table lookup system in which the data is written in advance and read out and output when necessary.

【0049】この第2の標準偏差回路の出力波形図を図
12(k) に示すが、これは数12においてN=2とした5個
の標本点から求められる。この標準偏差回路の働きによ
り入力される水平方向の高域成分の包絡線成分が取り出
される。隣接する複数標本点からの自乗和の平方根を求
めているため、低域濾波器の機能も含まれており高調波
成分も抑制されることになる。この第2の標準偏差値σ
hは、次段の低域濾波器1−jに加えられる。この低域
濾波器の特性G4(f) は次式で表されるような、ブロック
11と同じ機能の周波数帯域7.16MHz(= fs/2) の100
%ロールオフ特性の低域濾波器である。
The output waveform diagram of the second standard deviation circuit is shown in FIG.
As shown in 12 (k), this is obtained from five sample points with N = 2 in the equation 12. Due to the function of this standard deviation circuit, the envelope component of the horizontal high frequency component that is input is extracted. Since the square root of the sum of squares from adjacent sample points is obtained, the function of the low-pass filter is also included and the harmonic components are also suppressed. This second standard deviation value σ
h is added to the low pass filter 1-j of the next stage. The characteristic G4 (f) of this low-pass filter is 100% of the frequency band 7.16MHz (= fs / 2) of the same function as the block 11 as expressed by the following equation.
% Low-pass filter with roll-off characteristic.

【0050】[0050]

【数13】 (Equation 13)

【0051】この第4の低域濾波器1−jの出力波形図
を図13(l) に示す。入力される第2の標準偏差値に残留
する不要な水平方向の高域成分が取り除かれたなだらか
な波形になる。帯域制限を強く掛けることで、リンギン
グ低減範囲を絞り込むことも出来る。第4の低域濾波器
1−jの回路例を図3(f)に示す。ラインLf-a1が入
力端子、ラインLf-a2が出力端子である。ラインLf-a1
から入力された信号は、直列に接続された遅延回路群f
−a1〜f−a4に加えられる。遅延回路の遅延時間は
標本化間隔Tsに設定されている。時間Ts間隔の5つ
の遅延回路群出力は次の合成器f−b1で加算平均化さ
れて、ラインLf-a2から出力される。この様に第4の低
域濾波器は5つの標本値による平均化回路である。
An output waveform diagram of the fourth low-pass filter 1-j is shown in FIG. 13 (l). A gentle waveform is obtained by removing unnecessary horizontal high-frequency components remaining in the second standard deviation value that is input. The ringing reduction range can be narrowed down by strongly applying the band limitation. A circuit example of the fourth low-pass filter 1-j is shown in FIG. The line Lf-a1 is an input terminal, and the line Lf-a2 is an output terminal. Line Lf-a1
The signal input from the delay circuit group f connected in series is
-A1 to f-a4. The delay time of the delay circuit is set to the sampling interval Ts. The outputs of the five delay circuit groups at time Ts intervals are added and averaged by the next combiner f-b1 and output from the line Lf-a2. Thus, the fourth low pass filter is an averaging circuit with five sample values.

【0052】この第4の低域濾波器1−jの出力は、次
の第2の非線形変換器1−kに加えられる。この第2の
非線形変換器の特性は、パラメータも含めて第1の非線
形変換器と同じ変換特性とするが、同じ特性にすること
が絶対条件ではない。図13(m) は第2の非線形変換器の
出力波形であるが、垂直方向はリンギングが少ないので
絞り込みも強く働き、水平方向はリンギングが多いので
パルスのピーク近傍を保護する形で窓関数が形成されて
いることが解る。なお、水平方向に関して言えば、リン
ギング低減機能と共に、このリンギングと似た振る舞い
をする雑音の低減機能が大きな働きをしており、リンギ
ングの少ない信号に対しては雑音低減機能が主として働
くことになる。第5の遅延回路1−e及び第6の遅延回
路1−gは、共に窓関数形成回路系(ブロック1−i〜
1−k)での処理時間を補正する遅延回路で、遅延時間
は(2+2)Tsであり、それぞれ入力信号を遅延させ出
力させている。
The output of the fourth low pass filter 1-j is applied to the second non-linear converter 1-k. The characteristics of the second non-linear converter are the same as those of the first non-linear converter, including the parameters, but it is not an absolute requirement that they have the same characteristics. Figure 13 (m) shows the output waveform of the second non-linear converter. Since there is little ringing in the vertical direction, narrowing down also works strongly, and there is much ringing in the horizontal direction, so there is a window function that protects the vicinity of the pulse peak. You can see that it is formed. As for the horizontal direction, the noise reduction function that behaves similarly to this ringing function plays a major role in addition to the ringing reduction function, and the noise reduction function mainly works for signals with little ringing. . The fifth delay circuit 1-e and the sixth delay circuit 1-g are both window function forming circuit systems (blocks 1-i ...
1-k) is a delay circuit for correcting the processing time. The delay time is (2 + 2) Ts, and the input signal is delayed and output.

【0053】この第2の非線形変換器1−kの出力は次
の第2の乗算器1−hに加えられ、第6の遅延回路1−
gからの信号との積を求める際の窓関数となる。この第
2の乗算器1−hの出力波形図を、図13(n) に示す。次
の第2の加算器1−fでは遅延回路1−eからの水平低
域成分と、乗算器1−hからの第2の水平高域成分とが
加算される。加算合成の結果はラインLcを介して出力
される。この最終出力信号の波形図を図13(o) に示す
が、これを入力信号波形図10(a) と比較すると、走査線
番号m−3〜m迄の波形のリンギングが大幅に低減し、
走査線番号m+1 〜m+4 には検知出来るような不要な歪み
が存在していないことが分かる。
The output of the second non-linear converter 1-k is added to the next second multiplier 1-h, and the sixth delay circuit 1-
It is a window function for obtaining the product of the signal from g. An output waveform diagram of the second multiplier 1-h is shown in FIG. 13 (n). In the next second adder 1-f, the horizontal low-frequency component from the delay circuit 1-e and the second horizontal high-frequency component from the multiplier 1-h are added. The result of the addition synthesis is output via the line Lc. The waveform diagram of this final output signal is shown in Fig. 13 (o). Comparing this with the input signal waveform diagram 10 (a), the ringing of the waveforms from scanning line number m-3 to m is greatly reduced,
It can be seen that there is no unnecessary distortion that can be detected in the scan line numbers m + 1 to m + 4.

【0054】図10乃至図13を用いて2次元的な波形図
で、本発明装置の各機能別ブロックの働きを見てきた
が、次に図10(a) の2次元波形で波形が大幅に変化する
走査線番号m-1 、m、m+1 における、波形の変化を分析
して見ることにする。図10(a) における走査線番号m-3
〜m迄に存在するパルスの詳細な特性図を図7に示す。
一方、垂直処理出力ラインLbにおける走査線番号m−
1、m、m+1の詳細特性図は、各々図14乃至図16のよ
うになり、最終処理出力ラインLcにおける走査線番号m
−1、m、m+1の詳細特性図は、各々図17乃至図19の
ようになる。
The operation of each functional block of the device of the present invention has been seen in a two-dimensional waveform diagram with reference to FIGS. 10 to 13. Next, the waveform of the two-dimensional waveform of FIG. The change of the waveform at the scanning line numbers m-1, m, and m + 1 which change to 1 will be analyzed and viewed. Scan line number m-3 in Figure 10 (a)
FIG. 7 shows a detailed characteristic diagram of the pulses existing up to m.
On the other hand, the scanning line number m- in the vertical processing output line Lb
Detailed characteristic diagrams of 1, m, and m + 1 are as shown in FIGS. 14 to 16, respectively, and the scanning line number m in the final processing output line Lc.
Detailed characteristic diagrams of -1, m, and m + 1 are as shown in FIGS. 17 to 19, respectively.

【0055】これによると垂直処理出力及び最終処理出
力では、水平方向の高域周波数特性が走査線番号mにお
いてやや減少し、走査線番号m+1 においてその跳ね返り
の波形の崩れ残りが見られるが、最終出力で見る限りに
おいて走査線番号m+1 の信号も検知限以下の歪みを残す
だけの十分なリンギング低減効果を示している。また、
最終処理出力波形図及びスペクトル図である図17と、こ
れに対応する従来例の出力波形図及びスペクトル図であ
る図8や、図9と比較すると、信号帯域内の歪みがほと
んどないこと、また信号帯域外に付加された成分も信号
との相関のある規則的なスペクトルであることが分か
る。この帯域外のスペクトルは、波形のトランジェント
の高調波成分であるから、有効な信号エネルギとして活
用されていることになる。リンギングの存在幅を狭める
と、信号のスペクトル領域が広がり、本来空いていて利
用価値のない帯域外領域も有効に活用される。
According to this, in the vertical processing output and the final processing output, the high frequency characteristics in the horizontal direction are slightly reduced at the scanning line number m, and the remnant waveform remains unbroken at the scanning line number m + 1. As far as the final output is seen, the signal of the scanning line number m + 1 also shows a sufficient ringing reduction effect to leave distortion below the detection limit. Also,
Comparing FIG. 17 which is the final processed output waveform diagram and spectrum diagram with FIG. 8 which is the output waveform diagram and spectrum diagram of the conventional example corresponding to this, and FIG. 9, there is almost no distortion in the signal band, and It can be seen that the component added outside the signal band also has a regular spectrum having a correlation with the signal. Since the spectrum outside this band is the harmonic component of the transient of the waveform, it is utilized as effective signal energy. If the width of the ringing is narrowed, the spectrum region of the signal is widened, and the out-of-band region, which is originally empty and has no utility, is effectively used.

【0056】図7(c) の入力信号のスペクトル図と、対
応する図17(c) の出力信号のスペクトル図を比較する
と、図4(f) に模式的に示すように、上限周波数fmの
左側の横縞の周波数成分が削られる代わりに、fmの右側
の縦縞の周波数成分が形成され付加された様な変化が見
られる。fmの右側の成分は非線形処理によって新たに形
成された成分であるが、帯域拡大の効果と捉えることが
出来る。この帯域拡大の効果によって、波形傾斜部はリ
ンギングを押さえても急峻さは保持されている。これま
での説明に引用してきた波形はリンギングの多いパルス
波形であったが、次に波形傾斜部がどの様な影響を受け
るものかを見てみることにする。この波形傾斜部の状態
をみる為の入力信号として、図23(a) (時間波形図)、
(b) (拡大時間波形図)、(c) (スペクトル図)の様な
バー波形(パルス幅=略36μs、振幅=1のエッジが
急峻な波形)を用いることにする。これに一対一に対応
するラインLcにおける最終出力信号の波形図及びスペ
クトル図を求めると図26(a) 、(b) 、(c) の様になる。
Comparing the spectrum diagram of the input signal of FIG. 7 (c) and the spectrum diagram of the corresponding output signal of FIG. 17 (c), as shown schematically in FIG. 4 (f), the upper limit frequency fm of Instead of deleting the frequency component of the horizontal stripe on the left side, the frequency component of the vertical stripe on the right side of fm is formed and added. The component on the right side of fm is a component newly formed by non-linear processing, but it can be considered as an effect of band expansion. Due to the effect of expanding the band, the steepness of the waveform sloped portion is maintained even if the ringing is suppressed. The waveform quoted in the above description was a pulse waveform with a lot of ringing. Next, let's see how the waveform slope is affected. As an input signal for observing the state of this waveform slope part, Fig. 23 (a) (time waveform diagram),
(b) (enlarged time waveform diagram), (c) (spectrum diagram) bar waveforms (pulse width = approximately 36 μs, waveform with sharp edge with amplitude = 1) are used. The waveform diagram and spectrum diagram of the final output signal on the line Lc corresponding to this one-to-one are obtained as shown in FIGS. 26 (a), (b) and (c).

【0057】入力信号波形図23(a) 及び拡大図(b) を出
力信号波形図26(a) 及び(b) と比較すると、波形傾斜部
の前後に付いていたリンギングの存在範囲が大幅に少な
くなっていることが分かる。この様なリンギング低減処
理を行っても、時間拡大波形図23(b) と図26(b) との比
較では、波形傾斜部はほとんど変化していないことが分
かる。これが本発明の特徴である。これは前述の如く、
そして図23(c) と図26(c) のスペクトル図の比較でも分
かるように、窓関数の非線形処理によって高域スペクト
ルが減少すると同時に、帯域外成分が形成され付加され
る、帯域拡大の効果によるものと考えられる。図5(c)
は2次元的にパルスを配置した図5(b) に対応して図23
の様な波形傾斜部を持つ波形を走査線番号m-3 〜mに配
置した波形図である。図24(a) は図5(c) を精度を出し
て描いた2次元波形図である。図24(b) と(c) は、各々
図24(a) が入力信号である時の垂直処理出力ラインLbと
最終出力ラインLcの出力波形図である。この波形図では
垂直方向には帯域制限が掛けられておらず、最急傾斜の
変化を持たせてあるが、図24(b) において走査線番号m+
1 に一時的に現れた波形の多少の波形の崩れも、図24
(c) の最終出力信号波形では綺麗に元に戻り、水平方向
の周波数fm迄の急峻な帯域制限により発生していたリ
ンギング成分も大幅に減少していることが分かる。図25
にはこの時の垂直方向に対して働くの窓関数Kv(図25
(a) )と、水平方向に対して働く窓関数Kh(図25(b)
)の波形図を示す。これらの窓関数の波形図は、リン
ギングを絞り込み雑音を低減させる本発明のエッジ保存
型のメカニズムを直感的に理解させてくれる。
Comparing the input signal waveform FIG. 23 (a) and the enlarged view (b) with the output signal waveform FIG. 26 (a) and (b), the existence range of the ringing attached before and after the waveform slope is significantly increased. You can see that it is decreasing. Even if such a ringing reduction process is performed, it can be seen from the comparison between the time-enlarged waveforms in FIG. 23 (b) and FIG. 26 (b) that the waveform slope portion hardly changes. This is the feature of the present invention. This is as mentioned above
And as can be seen from the comparison of the spectrum diagrams in Fig. 23 (c) and Fig. 26 (c), the high-frequency spectrum is reduced by the nonlinear processing of the window function, and at the same time, the out-of-band component is formed and added, and the effect of band expansion is increased. It is thought to be due to. Figure 5 (c)
Corresponds to Fig. 5 (b) in which pulses are arranged two-dimensionally.
FIG. 6 is a waveform diagram in which a waveform having such a waveform sloping portion is arranged in scanning line numbers m-3 to m. FIG. 24 (a) is a two-dimensional waveform diagram drawn with accuracy from FIG. 5 (c). 24 (b) and 24 (c) are output waveform diagrams of the vertical processing output line Lb and the final output line Lc when FIG. 24 (a) is an input signal, respectively. In this waveform diagram, no band limitation is applied in the vertical direction, but the steepest change is given.However, in Figure 24 (b), the scan line number m +
Fig. 24 shows a slight break in the waveform that appears temporarily in 1.
It can be seen that the final output signal waveform of (c) returns to the original state and the ringing component generated due to the sharp band limitation up to the frequency fm in the horizontal direction is greatly reduced. FIG.
Is the window function Kv (Fig. 25)
(a)) and the window function Kh acting in the horizontal direction (Fig. 25 (b)
) Shows a waveform diagram. The waveform diagrams of these window functions provide an intuitive understanding of the edge-preserving mechanism of the present invention for narrowing ringing and reducing noise.

【0058】本発明装置はリンギング低減処理だけでは
なく、リンギングと或る意味では共通性のある雑音低減
機能も合わせ持っている。図20は図7の入力信号にS/N
20dB程度の雑音が加えられた時の入力ラインLaでの波形
図及びスペクトル図である。図21はそれに対するライン
Lbでの垂直処理後の波形図及びスペクトル図であり、図
21は最終出力ラインLcでの出力信号の波形図及びスペク
トル図である。図20と図21の比較では、数dBの雑音低減
効果が得られること、そして更に図22との比較では、リ
ンギングの他に帯域内の高域及び帯域外の雑音が大幅に
減っていることが分かる。若干残っている雑音は、本発
明では処理対象外となる低域の雑音成分である。図20と
図21の比較で垂直方向の処理によって、数dBの雑音低減
が行われるが、これは垂直方向の相関関係によって得ら
れた効果であり、2次元処理のプラスの効果である。こ
の様な雑音低減効果は、従来技術でも実現出来るが、主
要な信号成分に異常な波形歪みを与えることなく、不必
要な微小高域成分を取り除くことが出来るリンギング低
減機能を備えていることが本発明の最大の特徴である。
なお、リンギング低減処理過程における中心的な機能で
ある非線形変換器において、幾つかのパラメータを変え
ることによって、その特性(数9)を変えることが出来
る。係数Koを大きくすると変換される高域成分のゲイン
が上がり高域成分が強調される。逆にKoの値を小さくす
ると高域成分が減少することになる。基準値xoの値を
大きくすると窓関数の幅は狭くなり、リンギングの絞り
込みの範囲が狭くなる。逆にxoの値が小さくなるとリ
ンギング低減効果は弱くなる。
The device of the present invention has not only the ringing reduction processing but also a noise reduction function which is in some sense common to ringing. Figure 20 shows S / N for the input signal of Figure 7.
FIG. 7 is a waveform diagram and a spectrum diagram on the input line La when noise of about 20 dB is added. Figure 21 is the line for it
It is a waveform diagram and a spectrum diagram after vertical processing in Lb.
21 is a waveform diagram and a spectrum diagram of the output signal on the final output line Lc. The comparison between Fig. 20 and Fig. 21 shows that a noise reduction effect of several dB is obtained, and further the comparison with Fig. 22 shows that in addition to ringing, noise in the high band and out of the band is significantly reduced. I understand. The slightly remaining noise is a low-frequency noise component that is not processed in the present invention. In the comparison between FIG. 20 and FIG. 21, noise reduction of several dB is performed by the vertical processing, which is an effect obtained by the vertical correlation and is a positive effect of the two-dimensional processing. Although such a noise reduction effect can be realized by the conventional technology, it is possible to provide a ringing reduction function capable of removing an unnecessary minute high frequency component without giving an abnormal waveform distortion to a main signal component. This is the greatest feature of the present invention.
The characteristic (Equation 9) can be changed by changing some parameters in the nonlinear converter, which is a central function in the ringing reduction processing process. Increasing the coefficient Ko increases the gain of the converted high frequency component and emphasizes the high frequency component. On the contrary, if Ko value is decreased, high frequency components will decrease. When the value of the reference value xo is increased, the width of the window function is narrowed, and the narrowing range of ringing is narrowed. Conversely, as the value of xo becomes smaller, the ringing reduction effect becomes weaker.

【0059】rの値を大きくするとリンギングの絞り込
みが強く働き、リンギングの存在範囲が狭くなる。逆に
rの値を小さくするとリンギング低減効果が弱くなる。
この様な特徴を用いて、用途に合わせた最適な特性を得
ることが出来る。これらのパラメータをダイナミックに
制御することで適応制御を行わせることも出来る。な
お、本発明では垂直方向の画質改善処理を行った後で、
水平方向の画質改善処理を行っている。この処理手順は
重要であり、もし逆の手順をとると、特に水平方向の不
要な高調波成分が残る等の弊害が生ずる。また、第1の
低域濾波器11及び第3の低域濾波器1−bは、上で説
明してきたように通過する信号の含有周波数帯域の上限
周波数迄の100 %ロールオフ特性に設定しているが、こ
れは窓関数によるリンギング低減及び雑音低減処理を行
っても信号帯域内のスペクトルのうねりの極めて少ない
良好な周波数特性が得られることから選んだ特性であ
る。更に、本発明の動作説明では、扱う画像(映像)信
号として輝度信号を例に説明してきたが、他の映像信
号、即ちRGB信号、色差信号等ベースバンド系の信号
にも適用出来る。また、NTSC方式の映像信号以外に
も適用出来る。また、画像データの圧縮伸張過程におい
て生ずる各種の符号化歪みの低減にも効果的に働き、M
PEG等のプリ、ポスト処理にも有効である。
When the value of r is increased, the ringing is narrowed down strongly, and the existence range of the ringing is narrowed. Conversely, if the value of r is reduced, the ringing reduction effect becomes weaker.
By using such characteristics, it is possible to obtain optimum characteristics according to the application. It is also possible to perform adaptive control by dynamically controlling these parameters. In the present invention, after performing the image quality improving process in the vertical direction,
Image quality improvement processing is being performed in the horizontal direction. This processing procedure is important, and if the reverse procedure is taken, there arises an adverse effect such that unnecessary harmonic components in the horizontal direction remain. Also, the first low-pass filter 11 and the third low-pass filter 1-b are set to 100% roll-off characteristics up to the upper limit frequency of the contained frequency band of the passing signal as described above. However, this is a characteristic selected because a good frequency characteristic with extremely small waviness of the spectrum in the signal band can be obtained even if the ringing reduction and the noise reduction processing by the window function are performed. Furthermore, in the description of the operation of the present invention, the luminance signal has been described as an example of an image (video) signal to be handled, but it can be applied to other video signals, that is, RGB signals, baseband signals such as color difference signals. Further, it can be applied to other than NTSC video signals. Further, it effectively works to reduce various coding distortions that occur during the compression / expansion process of image data.
It is also effective for pre- and post-processing such as PEG.

【0060】図27及び図3は本発明の画質改善装置の第
2の実施例である。図4,図28〜図52は動作説明図であ
る。本実施例では水平垂直時間の3次元配置の画像信号
を扱うが、図28(a) に立方格子状に配置された画像信号
の標本点の配置図を示す。X000 (□印)を中心画素
(処理対象標本点)として、水平方向の標本点番号i=
−1〜1、垂直方向の走査線番号j=−1〜1、時間方
向のフレーム番号k=−1〜1の3つ座標軸の交点にあ
る合計27個の標本点を表している。時間方向にはフレ
ーム間隔Ts(=1/30sec )間で演算を行うため、図では
フレーム番号k=−1〜1の3つのフレームを表示して
いる。●はk=−1、■と□はk=0、▲はk=1のフ
レーム番号の標本値である。垂直方向には水平走査線間
隔Ys(=1/fh、fh=15.73426KHz=水平走査周波
数)間で演算を行うが、図では走査線番号j=−1〜1
の3つの走査線を表示している。水平方向には標本化間
隔Xs(=1/(4fsc )、fsc =3.579545KHz=色副搬送
波周波数)毎の演算を行うため、水平標本点番号i=−
1〜1の3つの標本点を表示した。
27 and 3 show the second embodiment of the image quality improving apparatus of the present invention. 4 and 28 to 52 are explanatory diagrams of the operation. In this embodiment, an image signal having a three-dimensional arrangement of horizontal and vertical times is handled, and FIG. 28 (a) shows an arrangement diagram of sample points of the image signal arranged in a cubic lattice. Sampling point number i in the horizontal direction with X000 (□) as the central pixel (processing target sampling point)
A total of 27 sample points at the intersections of the three coordinate axes of −1 to 1, vertical scanning line number j = −1 to 1 and time direction frame number k = −1 to 1 are shown. In the figure, three frames with frame numbers k = -1 to 1 are displayed in order to perform calculations in the frame interval Ts (= 1/30 sec). ● is a sample value of a frame number of k = −1, ■ and □ is k = 0, and ▲ is a frame number of k = 1. In the vertical direction, calculation is performed between horizontal scanning line intervals Ys (= 1 / fh, fh = 15.73426 KHz = horizontal scanning frequency), but in the figure, scanning line numbers j = -1 to 1
3 scanning lines are displayed. In the horizontal direction, since the sampling interval Xs (= 1 / (4fsc), fsc = 3.579545KHz = color subcarrier frequency) is calculated, the horizontal sampling point number i = −
Three sample points 1 to 1 are displayed.

【0061】図28(b) は水平垂直の2次元平面で見たと
きの標本値の配列である。演算はフィールド内処理で行
われるが、○で示す偶数フィールドでの垂直方向の演算
は、演算対象点Bに対しては点A及びCも演算に使用
し、●で示す奇数フィールドでは演算対象点Eに対して
は点D及びFを使用することを表している。図28(c) は
時間垂直の2次元平面で見たときの標本点の配列であ
る。演算はフレーム単位で行われるが、○で示す偶数フ
ィールドでの時間方向の演算は、演算対象点Hに対して
は点G及びIも演算に使用し、●で示す奇数フィールド
では演算対象点Kに対しては点J及びLを使用すること
を表している。
FIG. 28 (b) shows an array of sample values when viewed in a horizontal and vertical two-dimensional plane. The calculation is performed in the field, but the calculation in the vertical direction in the even field indicated by ○ uses points A and C for the calculation target point B, and the calculation target point in the odd field indicated by ●. For E, points D and F are used. FIG. 28 (c) is an array of sample points when viewed in a two-dimensional plane perpendicular to time. The calculation is performed on a frame-by-frame basis, but in the time-direction calculation in the even field indicated by ◯, the points G and I are also used for the calculation target point H, and the calculation target point K is indicated in the odd field indicated by ●. Indicates that points J and L are used.

【0062】図29(a) は垂直時間面で見た時の全走査線
の配列である。○及び●は偶数フィールド、□及び■は
奇数フィールドの走査線を表すものとする。この中で●
及び■にはインパルスやバーなどのテスト用の波形を重
畳し、○及び□には背景の基準レベルとなる直流バイア
スの波形を重畳したデータを設定し、画質改善の効果を
調べるために使用している。時間方向の演算は、横軸方
向に対応する走査線上の標本点が存在するフレーム間隔
で行うことになるので、図29(b) のような片フィール
ド、例えば偶数フィールドに関する処理の効果を見るこ
とで、全フィールド即ち全走査線に関する効果を判断す
ることができる。従って、以下の説明では処理の効果な
どの説明に引用し表示する波形図は、この図29(b) の様
な片フィールドの処理結果を用いている。
FIG. 29A shows the arrangement of all scanning lines when viewed in the vertical time plane. Circles and circles represent scanning lines of even fields, and squares and squares represent scanning lines of odd fields. In this
The test waveforms such as impulse and bar are superimposed on and, and the data on which the DC bias waveform which is the background reference level is superimposed are set in ○ and □, and they are used to investigate the effect of image quality improvement. ing. Since the calculation in the time direction is performed at the frame intervals in which the sampling points on the scanning line corresponding to the horizontal axis direction exist, see the effect of processing on one field, for example, even field, as shown in Fig. 29 (b). Thus, it is possible to determine the effect on all fields, that is, all scan lines. Therefore, in the following description, the waveform diagram quoted and described in the description of the effect of the processing uses the processing result of one field as shown in FIG. 29 (b).

【0063】なお、以下の動作説明において、3次元の
画像信号波形を2次元表示の波形図の組み合わせで表示
する方法を採用している。図30は6つの走査線(番号j
=−2〜3)の波形を1組として、時間方向の4フレー
ム(番号k=−1〜2)分の波形図(図30(a) 〜(d) )
を表示する方法である。この波形表示法は、水平及び垂
直方向の処理結果を表示する時に用いる。図31は6つの
フレーム(番号k=−2〜3)の波形を1組として、垂
直方向の4つの走査線(番号j=−1〜2)分の波形図
(図31(a) 〜(d) )を表示する方法である。この波形表
示法は、時間方向処理の結果を表示する時に用いる。図
30及び図31は各方向の処理効果が解る様にするための表
現法である。図27は、本発明による画質改善装置の構成
例である。図3は図27の主なブロックの具体的構成例で
ある。
In the following explanation of the operation, a method of displaying a three-dimensional image signal waveform by a combination of two-dimensional waveform diagrams is adopted. FIG. 30 shows six scan lines (number j
= -2 to 3) as a set, waveform diagrams for four frames in the time direction (number k = -1 to 2) (Figs. 30 (a) to (d))
Is a method of displaying. This waveform display method is used when displaying the processing results in the horizontal and vertical directions. FIG. 31 is a waveform diagram of four scanning lines (number j = −1 to 2) in the vertical direction (FIG. 31 (a) to (( d)) is displayed. This waveform display method is used when displaying the result of the time direction processing. Figure
30 and FIG. 31 are representation methods for understanding the processing effect in each direction. FIG. 27 is a configuration example of the image quality improving device according to the present invention. FIG. 3 is a specific configuration example of the main blocks of FIG.

【0064】図27は機能的に3つの大きなブロック群に
分けることが出来る。ブロック1〜X−aは入力画像信
号の時間方向の画質改善処理を行う第1のブロック群
で、ブロック11〜1−aは時間方向の処理後の画像信
号に対して垂直方向の画質改善処理を行う第2のブロッ
ク群で、ブロック1−b〜1−kは垂直方向の処理後の
画像信号に対して水平方向の画質改善処理を行う第3の
ブロック群である。まず時間方向の画質改善処理を行う
第1のブロック群の構成を説明する。ブロック1は第1X
の低域濾波器、3は第1Xの減算器、5は第1Xの加算器、
7は第1Xの乗算器、8は第1Xの標準偏差回路、9は第2X
の低域濾波器、X−aは第1Xの非線形変換器、そしてブ
ロック2,4,6は回路系での処理時間を補正する遅延
回路である。次の垂直方向の画質改善処理を行う第2の
ブロック群の構成を説明する。ブロック11は第1の低
域濾波器、13は第1の減算器、15は第1の加算器、
17は第1の乗算器、18は第1の標準偏差回路、19
は第2の低域濾波器、1−aは第1の非線形変換器、そ
してブロック12,14,16は回路系での処理時間を
補正する遅延回路である。
FIG. 27 can be functionally divided into three large block groups. Blocks 1 to X-a are a first block group for performing image quality improvement processing in the time direction of the input image signal, and blocks 11 1-a are image quality improvement processing in the direction perpendicular to the image signal after the time direction processing. In the second block group, the blocks 1-b to 1-k are a third block group that performs the image quality improving process in the horizontal direction on the image signal after the process in the vertical direction. First, the configuration of the first block group that performs the image quality improving process in the time direction will be described. Block 1 is the first X
Low pass filter, 3 is a 1X subtractor, 5 is a 1X adder,
7 is the 1X multiplier, 8 is the 1X standard deviation circuit, and 9 is the 2X
, A first X non-linear converter, and blocks 2, 4 and 6 are delay circuits for correcting the processing time in the circuit system. Next, the configuration of the second block group for performing the image quality improving process in the vertical direction will be described. Block 11 is a first low pass filter, 13 is a first subtractor, 15 is a first adder,
17 is a first multiplier, 18 is a first standard deviation circuit, 19
Is a second low pass filter, 1-a is a first non-linear converter, and blocks 12, 14 and 16 are delay circuits for correcting the processing time in the circuit system.

【0065】次に水平方向の画質改善処理を行う第3の
ブロック群の構成を説明する。ブロック1−bは第3の
低域濾波器、1−dは第2の減算器、1−fは第2の加
算器、1−hは第2の乗算器、1−iは第2の標準偏差
回路、1−jは第4の低域濾波器、ブロック1−kは第
2の非線形変換器で、1−c,1−e,1−gは回路系
での処理時間を補正する遅延回路である。図27の入力ラ
インLa´からの入力信号として、図4(a) の様に信号帯
域がfm(略4MHz )迄の輝度信号を扱うことにする。
信号波形例として、リンギングが最も多い図48の様なイ
ンパルス波形、即ちsinx/xパルス波形を取り上げ
ることにする。図48(a) は振幅線形表示の波形図、図48
(b) は振幅dB表示の波形図、図48(c) は振幅線形表示の
スペクトル図、そして図48(d) は振幅dB表示のスペクト
ル図である。入力信号は、このインパルス波形(sin
X/Xパルス)を水平走査期間の中程に配置して、図29
(b) の様に基準位置(j=k=0)の左上、即ち次式の
ような走査線上にテスト波形として配置し(●印の走査
線)、他の走査線上の値は0(○印の走査線)と置いて
背景とした3次元画像信号である。
Next, the configuration of the third block group for performing the image quality improving process in the horizontal direction will be described. Block 1-b is a third low pass filter, 1-d is a second subtractor, 1-f is a second adder, 1-h is a second multiplier, 1-i is a second multiplier. Standard deviation circuit, 1-j is a fourth low-pass filter, block 1-k is a second non-linear converter, and 1-c, 1-e and 1-g correct the processing time in the circuit system. It is a delay circuit. As an input signal from the input line La 'of FIG. 27, a luminance signal having a signal band up to fm (approximately 4 MHz) is treated as shown in FIG. 4 (a).
As an example of the signal waveform, an impulse waveform having the most ringing as shown in FIG. 48, that is, a sinx / x pulse waveform will be taken. Figure 48 (a) is a waveform diagram of amplitude linear display,
(b) is a waveform diagram in amplitude dB display, FIG. 48 (c) is a spectrum diagram in amplitude linear display, and FIG. 48 (d) is a spectrum diagram in amplitude dB display. The input signal is the impulse waveform (sin
(X / X pulse) is arranged in the middle of the horizontal scanning period, and FIG.
As shown in (b), it is placed as a test waveform on the upper left of the reference position (j = k = 0), that is, on the scanning line as in the following formula (scan line marked with ●), and the value on other scanning lines is 0 (○). It is a three-dimensional image signal which is placed as a background with the scanning line).

【0066】[0066]

【数14】 [Equation 14]

【0067】この入力信号を走査線番号j=−2〜3上
の6本の信号波形を1組とし、フレーム番号k=−1〜
2に関して描いた波形図を図32(a) 〜(d) に示す。図32
は図30の波形表示法(1) に基づくものであるが、横軸は
時間(sec )表示で水平方向を表し、縦軸は振幅尺度を
表し、走査線パラメータで垂直方向を表している。走査
線番号j=−2〜3の走査線の1部分の波形を描いてあ
るが、走査線番号j=−2〜0そしてフレーム番号k≦
0の範囲に、水平方向にリンギングの拡がったsinx
/xパルスが存在することを表している。3次元的に拡
がる画像の1部を切り取り、信号波形で表わした図であ
る。以下の各ブロックの動作説明で引用する波形図、図
33、図36〜図38も同様な表現法である。なお、図34と図
35は図31の波形表示法(2) を用いている。この入力信号
は、まず第1Xの低域濾波器1と第1Xの遅延回路2に供給
される。この第1Xの低域濾波器の特性G1X(f)は、数15の
様な帯域15Hz迄の100 %ロールオフ特性である。
This input signal is a set of six signal waveforms on the scanning line numbers j = -2 to 3, and the frame numbers k = -1 to
Waveform diagrams drawn for No. 2 are shown in FIGS. Figure 32
Is based on the waveform display method (1) in FIG. 30, but the horizontal axis represents time (sec) in the horizontal direction, the vertical axis represents the amplitude scale, and the scan line parameter represents the vertical direction. The waveform of a part of the scanning lines with the scanning line numbers j = -2 to 3 is drawn, but the scanning line numbers j = -2 to 0 and the frame number k≤
Sinx with horizontal ringing spread in the range of 0
/ X pulse is present. It is the figure which cut off one part of the image expanded three-dimensionally, and was represented by the signal waveform. Waveform diagrams and diagrams cited in the explanation of the operation of each block below
33 and FIG. 36 to FIG. 38 are similar expression methods. Note that Fig. 34 and Fig.
35 uses the waveform display method (2) in Fig. 31. This input signal is first supplied to the 1X low-pass filter 1 and the 1X delay circuit 2. The characteristic G1X (f) of this 1X low-pass filter is a 100% roll-off characteristic up to a band of 15 Hz as shown in the equation (15).

【0068】[0068]

【数15】 (Equation 15)

【0069】この低域濾波器の演算に係わる図28(c) の
走査線G,H,I について見れば、各々の走査線上の標本値
に1/4,1/2,1/4 の重み付けを与えることで、走査線Hの
位置の標本点に低域濾波器の出力が得られる。これはイ
ンターレス走査方式のテレビ信号の走査線配置を片フィ
ールドで見た場合に、図4(e) の太実線で示すように、
映像信号帯域の上限信号周波数fmax=15Hzで0となるよ
うな特性になる。片フィールドで画像を見た場合には、
フレーム画像の半分迄の情報しか表現できないので、時
間方向には帯域制限されていないと見るのが普通であ
る。図3(a) はこの第1Xの低域濾波器の回路構成例であ
るが、遅延回路群と増幅器群(重み付け回路群)と合成
器とから成るディジタル構成のトランスバーサルフィル
タである。La-a1は入力ライン、La-a2が出力ラインで
ある。ブロックa−a1,a−a2は各々遅延時間がフ
レーム周期Tf(次式)の直列接続された遅延回路群であ
る。
Looking at the scanning lines G, H, I of FIG. 28 (c) relating to the calculation of this low-pass filter, the sampled values on each scanning line are weighted by 1/4, 1/2, 1/4. Is given, the output of the low-pass filter is obtained at the sampling point at the position of the scanning line H. This is as shown by the thick solid line in Fig. 4 (e) when the scanning line arrangement of the interlace scanning type television signal is viewed in one field.
The characteristic is such that it becomes 0 at the upper limit signal frequency fmax = 15 Hz of the video signal band. If you look at the image in one field,
Since information of up to half of the frame image can be expressed, it is usual to see that the band is not limited in the time direction. FIG. 3A shows an example of the circuit configuration of the 1X low-pass filter, which is a digital transversal filter including a delay circuit group, an amplifier group (weighting circuit group), and a combiner. La-a1 is an input line and La-a2 is an output line. The blocks aa1 and aa2 are a group of delay circuits connected in series with a delay time of a frame period Tf (the following equation).

【0070】[0070]

【数16】 [Equation 16]

【0071】この遅延回路群からTf間隔の3個の信号が
出力される。この遅延信号群は、次の増幅器群a-b1,a-
b2,a-b3に供給されるが、この増幅器群で入力される信
号に、各々所定の倍率(1/4,1/2,1/4 )の重み付けが行
われる。この増幅器群から出力される3個の信号は、次
の合成器a−c1で加算合成され出力される。この第1X
の低域濾波器の出力は、次の第1Xの減算器3と第2Xの遅
延回路4と第1Xの標準偏差回路8に送られる。また、ラ
インLa´からの入力信号は第1Xの遅延回路2で、第1Xの
低域濾波器での処理時間Tfの時間遅延が与えられ、次の
減算器3に送られる。第1Xの減算器3は第1Xの遅延回路
2からの信号と、第1Xの低域濾波器1からの信号との差
を求める回路である。ここで入力信号の時間方向の高域
成分が求められる。この減算器の出力は次の第3Xの遅延
回路6に加えられる。
This delay circuit group outputs three signals at Tf intervals. This delayed signal group is the next amplifier group a-b1, a-
The signals supplied to b2 and a-b3 are weighted by a predetermined magnification (1/4, 1/2, 1/4) to the signals input by this amplifier group. The three signals output from this amplifier group are added and combined by the next combiner a-c1 and output. This 1X
The output of the low pass filter is sent to the following 1X subtractor 3, 2X delay circuit 4 and 1X standard deviation circuit 8. Further, the input signal from the line La 'is given a time delay of the processing time Tf in the 1X low pass filter by the 1X delay circuit 2 and sent to the next subtractor 3. The 1X-th subtractor 3 is a circuit for obtaining a difference between the signal from the 1X-th delay circuit 2 and the signal from the 1X-th low-pass filter 1. Here, the high frequency component of the input signal in the time direction is obtained. The output of this subtractor is applied to the next 3X delay circuit 6.

【0072】第1Xの標準偏差回路8は、ブロック2から
加えられるフレーム期間毎に前後する複数個(3個)の
標本点とブロック1から加えられる低域成分との差の自
乗和平均の平方根σt を求める回路であるが、空間的に
は時間方向の3つの画素の値を用いた次式の様な演算に
なり、時間方向の標準偏差値σt が求められる。
The 1 × X standard deviation circuit 8 is the square root of the sum of squared averages of the differences between a plurality of (three) sample points before and after each frame period added from the block 2 and the low frequency component added from the block 1. Although it is a circuit for obtaining σt, spatially, the operation is performed as in the following equation using the values of three pixels in the time direction, and the standard deviation value σt in the time direction is obtained.

【0073】[0073]

【数17】 [Equation 17]

【0074】この標準偏差回路の具体的な構成例を図3
(b) に示す。この標準偏差回路は既に説明した標準偏差
回路と同じ回路構成であるので、その説明を省略する。
この標準偏差回路の働きにより入力される時間方向の高
域成分の包絡線成分が取り出される。隣接する複数標本
点からの自乗和の平方根を求めているため、低域濾波器
の機能も含まれており、時間方向の高調波成分も抑制さ
れる。この第1Xの標準偏差値σt は次段の第2Xの低域濾
波器9に加えられる。この低域濾波器の特性G2X(f)は、
数18で表される様な帯域f2=fs/2の100 %ロールオ
フ特性である。
A concrete configuration example of this standard deviation circuit is shown in FIG.
Shown in (b). This standard deviation circuit has the same circuit configuration as that of the standard deviation circuit described above, and therefore its description is omitted.
Due to the function of this standard deviation circuit, the envelope component of the input high frequency component in the time direction is extracted. Since the square root of the sum of squares from adjacent sample points is obtained, the function of the low-pass filter is also included, and the harmonic component in the time direction is also suppressed. The 1X standard deviation value σt is applied to the 2X lowpass filter 9 in the next stage. The characteristic G2X (f) of this low pass filter is
It is a 100% roll-off characteristic of the band f2 = fs / 2 as expressed by the equation (18).

【0075】[0075]

【数18】 (Equation 18)

【0076】図3(c) はこの第2Xの低域濾波器の回路構
成例であるが、第1Xの低域濾波器と同様で、遅延回路群
と増幅器群(重み付け回路群)と合成器とから成るディ
ジタル構成のトランスバーサルフィルタである。Lc-a1
は入力ライン、Lc-a2が出力ラインである。ブロックc
−a1、c−a2は各々遅延時間が標本化間隔Ts(数
2)の直列接続された遅延回路群である。この遅延回路
群からTs間隔の3個の信号が出力される。この遅延信
号群は、次の増幅器群c−b1〜c−b3に供給される
が、この増幅器群で入力される信号に、各々所定の倍率
(1/4,1/2,1/4 )の重み付けが行われる。
FIG. 3C shows an example of the circuit configuration of this 2X low-pass filter. Similar to the 1X low-pass filter, a delay circuit group, an amplifier group (weighting circuit group), and a synthesizer are used. It is a transversal filter with a digital configuration consisting of. Lc-a1
Is an input line, and Lc-a2 is an output line. Block c
Reference symbols -a1 and c-a2 are delay circuit groups connected in series, each having a delay time of sampling interval Ts (Equation 2). This delay circuit group outputs three signals at Ts intervals. This delayed signal group is supplied to the next amplifier groups c-b1 to c-b3, and the signals input by this amplifier group are each given a predetermined magnification (1/4, 1/2, 1/4). Are weighted.

【0077】この増幅器群からの出力される3個の信号
は、次の合成器c−c1で加算合成され出力される。こ
の第2Xの低域濾波器の働きで、入力される第1の標準偏
差値は、残留する不要な水平方向の高域成分が取り除か
れたなだらかな波形になる。帯域制限を強く掛けること
で、リンギング低減範囲を絞り込むことも出来る。この
第2Xの低域濾波器の出力は、次の第1Xの非線形変換器X
−aに加えられる。この第1Xの非線形変換器の特性例を
次式(数9)に示す。
The three signals output from this amplifier group are added and combined by the next combiner c-c1 and output. Due to the action of the 2X low-pass filter, the input first standard deviation value becomes a smooth waveform in which the unnecessary unnecessary high-frequency component in the horizontal direction is removed. The ringing reduction range can be narrowed down by strongly applying the band limitation. The output of this 2X low-pass filter is the next 1X non-linear converter X
-Added to a. An example of the characteristic of this 1X non-linear converter is shown in the following equation (Equation 9).

【0078】ここでxを入力される信号の絶対値とした
のは、前段の第1Xの低域濾波器の働きで、微小ながら負
の値が入力される恐れがあるためである。この式の最初
の項ではxとx+xoとの比、即ちx/(x+xo)を用いている
が、これを図4(d) に示すxとx+xoの模式的波形例で見
ると、波形のピークにあたる時刻t=tbにおいては、
x>>xoなのでこの比の値は1に近い値であり、ピー
クから少し離れたt=taにおいては比の値は1〜1/2
の範囲内の値であり、ピークから更に離れたt=tcに
おいてはx=xoで比の値は1/2 となり、xが十分小さい
時には比の値は0に近い値になること。この比の値にπ
/2を掛ければ0〜π/2の間の値が得られることなど
から、これを位相角とする正弦関数を用いることが出来
る。また、この正弦関数と90゜位相差の余弦関数を用
いることも出来る。この時の位相角は数9の第2項に示
すように、xo/(x+xo) の比率から求められる。これらの
位相角に基づく正弦関数(sin )または余弦関数(cos)
などの三角関数のr乗倍と、若干の微調整のための係数
Koとから窓関数が形成される。
Here, the reason why x is the absolute value of the input signal is that there is a possibility that a small negative value may be input due to the action of the 1X low-pass filter in the preceding stage. In the first term of this equation, the ratio of x to x + xo, that is, x / (x + xo) is used. This is shown in the schematic waveform example of x and x + xo shown in Fig. 4 (d). Looking at the time t = tb, which is the peak of the waveform,
Since x >> xo, this ratio value is close to 1, and at t = ta, which is a little away from the peak, the ratio value is 1 to 1/2.
The value of the ratio is within the range of, and at t = tc farther from the peak, the ratio value becomes 1/2 at x = xo, and when x is sufficiently small, the ratio value should be close to 0. Π to the value of this ratio
Since a value between 0 and π / 2 can be obtained by multiplying by / 2, a sine function having this as a phase angle can be used. It is also possible to use this sine function and the cosine function of 90 ° phase difference. The phase angle at this time is calculated from the ratio of xo / (x + xo) as shown in the second term of the equation 9. Sine function (sin) or cosine function (cos) based on these phase angles
R-th power of trigonometric function such as, and coefficient for slight fine adjustment
The window function is formed from Ko and.

【0079】xo=0.01、Ko=1でr=1、2、4、
8、16とした時の窓関数、即ち変換器出力Kの計算例を
図6に示す。図6(a) は横軸x=0〜0.02に対するK、
図6(b) は横軸x=0〜0.2 に対するKの計算例であ
る。窓関数の特性はパラメータxo、r、Koの与え方に
よって変えることが出来るが、動作波形図を得る為に用
いた標準値は、次式(数10)のパラメータである。この
様な非線形特性は、テーブルルックアップ方式のROM 等
で構成出来る。
When xo = 0.01 and Ko = 1, r = 1, 2, 4,
FIG. 6 shows an example of calculation of the window function, that is, the converter output K when 8 and 16. FIG. 6A shows K for the horizontal axis x = 0 to 0.02,
FIG. 6B is an example of calculation of K for the horizontal axis x = 0 to 0.2. The characteristic of the window function can be changed by the way of giving the parameters xo, r, Ko, but the standard value used to obtain the operation waveform diagram is the parameter of the following equation (Equation 10). Such non-linear characteristics can be configured by a table lookup type ROM or the like.

【0080】図33は上記の式のパラメータを基に求めた
時間方向の窓関数Ktの波形図である。図33の(a) 〜
(d) は図32(a) 〜(d) の表示法と一対一に対応してい
る。この波形は入力信号にsinx/xの波形を用いた
場合に得られるものであり、他の波形が入力信号の場合
はそれに応じた別の波形となることは言うまでもない。
このようにして定められる数9の値Ktは、時間方向の
窓関数としてリンギング及び雑音低減の為に使用され
る。本発明はこの窓関数の形成方法に特徴がある。この
時間方向の窓関数に関して言えば、後に述べるようにリ
ンギング低減機能よりも、むしろ雑音低減の機能の方が
前面に現れる。これはインターレス走査方式のテレビ映
像信号を扱う場合で、フィールド間の演算を行う画像信
号の場合には、フレーム単位の画像信号の信号帯域の半
分の帯域しか扱えないので、時間方向に帯域制限が掛け
られていないのが普通だからである。しかし、圧縮伸張
等に伴う符号化歪みが存在する場合には、時間方向にも
急峻な帯域制限と同等のリンギングの発生が起こりうる
ので、そのような場合に本発明は有効に機能する。
FIG. 33 is a waveform diagram of the window function Kt in the time direction obtained based on the parameters of the above equation. Figure 33 (a) ~
(d) has a one-to-one correspondence with the display methods of FIGS. 32 (a) to (d). It goes without saying that this waveform is obtained when a sinx / x waveform is used as the input signal, and when another waveform is an input signal, it becomes a different waveform corresponding to it.
The value Kt of the equation 9 determined in this way is used as a window function in the time direction for ringing and noise reduction. The present invention is characterized by this window function forming method. As for the window function in the time direction, the noise reduction function appears in front of the ringing reduction function, as will be described later. This is a case where an interlace scanning type TV video signal is handled, and in the case of an image signal for which calculation is performed between fields, only a half of the signal band of the image signal in frame units can be handled, so the band limitation in the time direction is performed. This is because it is normal that no mark is applied. However, when there is coding distortion due to compression / expansion or the like, ringing equivalent to a sharp band limitation may occur in the time direction as well, so that the present invention functions effectively in such a case.

【0081】4の第2Xの遅延回路及び6の第3Xの遅延回
路は、共に窓関数形成回路系(ブロック8〜X-a )での
処理時間を補正する遅延回路である。遅延時間はTf+
Tsであり、それぞれ入力される信号を遅延させて出力
させている。第1Xの非線形変換器の出力即ち、窓関数K
tは次の第1Xの乗算器7に加えられ、第3Xの遅延回路6
からの時間方向の高域成分との積が求められる。これに
よって時間方向の第2の高域成分が形成される。次の第
1Xの加算器5で、遅延回路4からの時間方向の低域成分
と、乗算器7からの時間方向の第2の高域成分とが加算
される。加算の結果はラインLb´を介して出力される。
この出力波形図を図34に示す。入力信号波形図32(a) 〜
(d) が図30の波形表現法(1) に基づくのに対して、図34
(a) 〜(d) は図31の波形表現法(2) に基づくものであ
り、フレーム番号k=−2〜3の6つの走査線信号を1
組として、走査線番号j=−1〜2の4枚の波形図(図
34(a) 〜図34(d) )としたものである。図32の入力信号
が時間窓関数の働きで時間方向の高域成分に含まれる、
リンギング及び雑音成分が抑圧された結果得られる波形
である。
Both the 4th 2X delay circuit and the 6th 3X delay circuit are delay circuits for correcting the processing time in the window function forming circuit system (blocks 8 to Xa). Delay time is Tf +
Ts, which delays the respective input signals and outputs the delayed signals. The output of the 1X non-linear converter, that is, the window function K
t is added to the next 1X multiplier 7 and the 3X delay circuit 6 is added.
The product with the high frequency component in the time direction from is obtained. As a result, a second high frequency component in the time direction is formed. The next
The 1X adder 5 adds the low-frequency component in the time direction from the delay circuit 4 and the second high-frequency component in the time direction from the multiplier 7. The result of the addition is output via the line Lb '.
This output waveform diagram is shown in FIG. Input signal waveform Figure 32 (a) ~
(d) is based on the waveform representation method (1) in Figure 30, while Figure 34
(a) to (d) are based on the waveform representation method (2) of FIG. 31, and the six scanning line signals of frame numbers k = -2 to 3 are set to 1
As a set, four waveform charts of scanning line numbers j = -1 to 2 (Fig.
34 (a) to FIG. 34 (d)). The input signal of FIG. 32 is included in the high frequency component in the time direction by the function of the time window function,
It is a waveform obtained as a result of suppressing ringing and noise components.

【0082】このラインLa´とラインLb´の間の処理が
時間方向に対する画質改善処理である。図32(a) と(b)
の入力信号と、図34(a) と(b) とを比較すると、テスト
波形の縁にあたる、フレーム番号k=0の波形の高域成
分がやや落ち、走査線番号k=1の波形はその跳ね返り
で高域成分が付加された波形になる。ラインLb´のから
の出力は、第1の低域濾波器11と第1の遅延回路12
とに加えられる。以下の各ブロックの説明は、図1で既
に説明した第1の実施例と同じであり、その説明は簡単
にする。この第1Xの低域濾波器の特性G1X(f)は、数5の
様な通過帯域525/4 cph迄の100 %ロールオフ特性で
ある。
The process between the line La 'and the line Lb' is the image quality improving process in the time direction. Figure 32 (a) and (b)
34 (a) and 34 (b), the high frequency component of the waveform of frame number k = 0, which is the edge of the test waveform, is slightly dropped, and the waveform of scanning line number k = 1 is It bounces back into a waveform with high frequency components added. The output from the line Lb 'is the first low-pass filter 11 and the first delay circuit 12
Added to. The description of each block below is the same as that of the first embodiment already described in FIG. 1, and the description thereof will be simplified. The characteristic G1X (f) of this 1X low-pass filter is a 100% roll-off characteristic up to a pass band of 525/4 cph as shown in Eq.

【0083】この低域濾波器の演算に係わる図28(b) の
標本点A,B,C について見れば、各々の標本点の値に1/4,
1/2,1/4 の重み付けを与えることで、標本点Bの位置に
低域濾波器の出力が得られる。これはインターレス走査
方式のテレビ信号の画素配置をフィールド単位で見た場
合に、図4(e) の太実線で示すように、映像信号帯域の
上限信号周波数fmax=525/4 cph で0となるような特性
になる。フィールド単位で画像を見た場合には、フレー
ム単位の走査線数に較べて半分の走査線数となり、垂直
方向には帯域制限が掛かっていないと見るのが普通であ
る。図3(a) はこの第3の低域濾波器の回路構成例であ
るが、遅延回路群と増幅器群(重み付け回路群)と合成
器とから成るディジタル構成のトランスバーサルフィル
タである。La-a1は入力ライン、La-a2が出力ラインで
ある。ブロックa−a1、a−a2は各々遅延時間が水
平走査周期Th(次式数6)の直列接続された遅延回路
群である。
Looking at the sample points A, B and C of FIG. 28 (b) relating to the calculation of this low pass filter, the value of each sample point is 1/4,
By giving weights of 1/2 and 1/4, the output of the low-pass filter can be obtained at the position of the sample point B. This is because when the pixel arrangement of the television signal of the interlaced scanning system is viewed in field units, it is 0 at the upper limit signal frequency fmax = 525/4 cph of the video signal band, as shown by the thick solid line in FIG. The characteristics are as follows. When an image is viewed in field units, the number of scanning lines is half the number of scanning lines in frame units, and it is common to see that band limitation is not applied in the vertical direction. FIG. 3A shows a circuit configuration example of the third low-pass filter, which is a digital transversal filter including a delay circuit group, an amplifier group (weighting circuit group), and a combiner. La-a1 is an input line and La-a2 is an output line. Blocks aa1 and aa2 are delay circuit groups connected in series, each having a delay time of horizontal scanning period Th (equation 6).

【0084】この遅延回路群からTh間隔の3個の信号
が出力される。この遅延信号群は、次の増幅器群a−b
1、a−b2、a−b3に供給されるが、この増幅器群
で入力される信号に、各々所定の倍率(1/4,1/2,1/4 )
の重み付けが行われる。この増幅器群から出力される3
個の信号は、次の合成器a−c1で加算合成され出力さ
れる。この第1の低域濾波器の出力は、次の第1の減算
器13と第2の遅延回路14と第1の標準偏差回路18
に送られる。また、ラインLb´からの時間方向の信号
は、第1の遅延回路12で第1の低域濾波器での処理時
間Thの時間遅延が与えられ、次の減算器13に送られ
る。
From this delay circuit group, three signals at Th intervals are output. This delayed signal group is the next amplifier group a-b.
1, ab2 and ab3 are supplied to the signals input by this amplifier group, but with predetermined magnifications (1/4, 1/2, 1/4) respectively.
Are weighted. 3 output from this amplifier group
These signals are added and combined by the next combiner a-c1 and output. The output of the first low pass filter is the following first subtractor 13, second delay circuit 14 and first standard deviation circuit 18
Sent to Further, the signal in the time direction from the line Lb ′ is given a time delay of the processing time Th in the first low pass filter by the first delay circuit 12 and sent to the next subtracter 13.

【0085】第1の減算器13は第1の遅延回路12か
らの信号と、第1の低域濾波器11からの信号との差を
求める回路である。ここで入力される信号の垂直方向の
高域成分が求められる。この減算器の出力は第3の遅延
回路16に加えられる。第1の標準偏差回路18は、ブ
ロック12から加えられる水平走査期間毎に前後する複
数個(3個)の標本点とブロック11からの低域成分と
の差の自乗和平均の平方根σv を求める回路であるが、
これは空間的には垂直方向の3つの画素の値を用いた次
式数7の様な演算になる。これで垂直方向の標準偏差値
σv が求められる。
The first subtractor 13 is a circuit for obtaining the difference between the signal from the first delay circuit 12 and the signal from the first low pass filter 11. The high frequency component in the vertical direction of the signal input here is obtained. The output of this subtractor is applied to the third delay circuit 16. The first standard deviation circuit 18 obtains the square root σv of the sum of squared averages of the differences between a plurality of (three) sample points before and after the horizontal scanning period added from the block 12 and the low-frequency component from the block 11. Circuit,
This is spatially a calculation like the following equation 7 using the values of three pixels in the vertical direction. With this, the standard deviation value σv in the vertical direction is obtained.

【0086】この標準偏差回路の具体的な構成例を図3
(b) に示す。この標準偏差回路は既に説明した標準偏差
回路と同じ回路構成であるので、その説明を省略する。
この標準偏差回路の働きにより入力される垂直方向の高
域成分の包絡線成分が取り出され、隣接する複数標本点
からの自乗和の平方根を求めているため、低域濾波器の
機能も含まれ、垂直方向の高調波成分も抑制されること
になる。この第1の標準偏差値σv は次の第2の低域濾
波器19に加えられる。この低域濾波器の特性G2(f)
は、次式の様な前記の第2Xの低域濾波器と同じ、帯域f2
=fs/2の100 %ロールオフ特性である。
A concrete configuration example of this standard deviation circuit is shown in FIG.
Shown in (b). This standard deviation circuit has the same circuit configuration as that of the standard deviation circuit described above, and therefore its description is omitted.
Due to the function of this standard deviation circuit, the envelope component of the vertical high-frequency component that is input is extracted and the square root of the sum of squares from adjacent multiple sampling points is obtained, so the function of the low-pass filter is also included. , The vertical harmonic components are also suppressed. This first standard deviation value .sigma.v is applied to the second low pass filter 19 which follows. Characteristics of this low pass filter G2 (f)
Is the same as the above-mentioned second X low-pass filter as expressed by
= 100% roll-off characteristic of fs / 2.

【0087】[0087]

【数19】 [Formula 19]

【0088】図3(c) はこの第2の低域濾波器の回路構
成例であるが、第1の低域濾波器と同様で、遅延回路群
と増幅器群(重み付け回路群)と合成器とから成るディ
ジタル構成のトランスバーサルフィルタである。Lc-a1
は入力ライン、Lc-a2が出力ラインである。ブロックc
−a1、c−a2は各々遅延時間が標本化間隔Ts(数
2)の直列接続された遅延回路群である。この遅延回路
群からTs間隔の3個の信号が出力される。この遅延信
号群は、次段の増幅器群c−b1〜c−b3に供給され
るが、この増幅器群で入力される信号に、各々所定の倍
率(1/4,1/2,1/4 )の重み付けが行われる。この増幅器
群からの出力される3個の信号は、次の合成器c−c1
で合成され出力される。
FIG. 3C shows an example of the circuit configuration of the second low-pass filter, which is similar to the first low-pass filter, and includes delay circuit group, amplifier group (weighting circuit group) and combiner. It is a transversal filter with a digital configuration consisting of. Lc-a1
Is an input line, and Lc-a2 is an output line. Block c
Reference symbols -a1 and c-a2 are delay circuit groups connected in series, each having a delay time of sampling interval Ts (Equation 2). This delay circuit group outputs three signals at Ts intervals. This delayed signal group is supplied to the amplifier groups c-b1 to c-b3 of the next stage, and the signals input by this amplifier group are respectively given predetermined magnifications (1/4, 1/2, 1/4). ) Is weighted. The three signals output from this amplifier group are the following combiners c-c1.
Are combined and output.

【0089】この第2の低域濾波器の働きで、入力され
る第1の標準偏差値は、残留する不要な水平方向の高域
成分が取り除かれたなだらかな波形になる。帯域制限を
強く掛けることで、リンギング低減範囲を絞り込むこと
も出来る。この第2の低域濾波器の出力は、次の第1の
非線形変換器1−aに加えられる。この第1の非線形変
換器の特性はブロックX−aの場合と同じ数10を用い
る。窓関数の動作波形図を得る為のパラメータは、時間
窓関数の時と同じ数11のパラメータとした。図35に上記
の式のパラメータを基にして求めた出力波形図を示す。
図35の(a)〜(d) は図34と同じで、図8の波形表示法(2)
に基づいて描かれている。このようにして定められる
数9の値Kvは、垂直方向の窓関数としてリンギング及
び雑音低減の為に使用される。
By the action of the second low-pass filter, the input first standard deviation value becomes a gentle waveform in which the unnecessary unnecessary high-frequency component in the horizontal direction is removed. The ringing reduction range can be narrowed down by strongly applying the band limitation. The output of this second low pass filter is applied to the next first non-linear converter 1-a. As the characteristic of the first non-linear converter, the same number 10 as in the case of the block Xa is used. The parameters for obtaining the operation waveform diagram of the window function were the same 11 parameters as those for the time window function. FIG. 35 shows an output waveform diagram obtained based on the parameters of the above equation.
35 (a) to (d) are the same as FIG. 34, and the waveform display method of FIG. 8 (2)
It is drawn based on. The value Kv of the equation 9 determined in this way is used as a vertical window function for ringing and noise reduction.

【0090】これはインターレス走査方式のテレビ映像
信号を扱う場合で、フィールド単位の演算を行う画像信
号の場合には、垂直方向に帯域制限が行われていないと
見るのが普通だからである。しかし、圧縮伸張等に伴う
符号化歪みが存在する場合には、時間方向にも急峻な帯
域制限と同等のリンギングの発生が起こりうるので、そ
のような場合に本発明は有効に機能する。ブロック14
の第2の遅延回路及び16の第3の遅延回路は、共に窓
関数形成回路系(ブロック18〜1−a)での処理時間
を補正する遅延回路で、遅延時間はTh+Tsであり、それ
ぞれ入力される信号を遅延させて出力させている。この
第1の非線形変換器の出力即ち、窓関数Kvは次の第1
の乗算器17に加えられ、第3の遅延回路16からの垂
直方向の高域成分との積が求められ、垂直方向の第2の
高域成分が形成される。
This is because when the television video signal of the interlace scanning system is handled, it is common to see that band limitation is not performed in the vertical direction in the case of an image signal which is calculated in field units. However, when there is coding distortion due to compression / expansion or the like, ringing equivalent to a sharp band limitation may occur in the time direction as well, so that the present invention functions effectively in such a case. Block 14
The second delay circuit of 16 and the third delay circuit of 16 are both delay circuits for correcting the processing time in the window function forming circuit system (blocks 18 to 1-a), and the delay time is Th + Ts, and each is input. The delayed signal is output. The output of the first non-linear converter, that is, the window function Kv is
Of the third delay circuit 16 and the product with the high-frequency component in the vertical direction are obtained to form the second high-frequency component in the vertical direction.

【0091】次の第1の加算器15で、遅延回路14からの
垂直方向の低域成分と乗算器17からの第2の垂直方向
の高域成分とが加算合成される。加算合成の結果はライ
ンLc´を介して出力される。この出力波形図を図36に示
す。図36(a) 〜(d) は図30の波形表示法 (1)に基づくも
のであり、走査線番号j=−2〜3の6つの走査線信号
を1組とした、走査線番号k=−1〜2の4枚の波形図
(図36(a) 〜図36(d))である。図32の入力信号が垂直
窓関数Kvの働きで垂直方向の高域成分に含まれる、リ
ンギング及び雑音成分が抑圧された結果得られる波形で
ある。
In the next first adder 15, the vertical low-frequency component from the delay circuit 14 and the second vertical high-frequency component from the multiplier 17 are added and combined. The result of the addition synthesis is output via the line Lc '. This output waveform diagram is shown in FIG. 36 (a) to 36 (d) are based on the waveform display method (1) in FIG. 30, and the scanning line number k is a set of six scanning line signals of scanning line numbers j = -2 to 3 FIG. 36 is a waveform diagram of four sheets (−1 to 2) (FIG. 36 (a) to FIG. 36 (d)). 32 is a waveform obtained as a result of the ringing and noise components included in the high frequency component in the vertical direction being suppressed by the action of the vertical window function Kv of the input signal in FIG. 32.

【0092】このラインLb´とLc´との間の処理が垂直
方向に対する画質改善処理である。図32(a) や(b) の入
力信号と比較すると、図36(a) や(b) では走査線番号k
=0の境界部の波形の高域成分がやや落ち、走査線番号
k=1の波形にはその跳ね返りの高域成分が付加されて
いる。ラインLc´からの垂直方向に対する処理後の信号
は、低域濾波器1-b と遅延回路1-c とに加えられる。こ
の第3の低域濾波器の特性G3(f) は、次式の様な通過帯
域が4MHz 迄の100 %ロールオフ特性の低域濾波器であ
り、従来例の低域濾波器21の特性GO(f) (数3)と同じ
である。
The process between the lines Lb 'and Lc' is the image quality improving process in the vertical direction. Compared to the input signals in Fig. 32 (a) and (b), the scanning line number k in Fig. 36 (a) and (b)
The high frequency component of the waveform at the boundary portion of = 0 is slightly dropped, and the high frequency component of the rebound is added to the waveform of the scanning line number k = 1. The vertically processed signal from line Lc 'is applied to low pass filter 1-b and delay circuit 1-c. The characteristic G3 (f) of the third low-pass filter is a low-pass filter with a 100% roll-off characteristic up to a pass band of 4 MHz as shown in the following equation. It is the same as GO (f) (Equation 3).

【0093】[0093]

【数20】 (Equation 20)

【0094】これは映像信号帯域の上限信号周波数fm
(数1)で0となるような特性である。この第3の低域
濾波器の働きで、水平方向の高域成分が抑圧され、リン
ギング成分及び雑音成分が大部分抑圧された水平方向の
低域成分が出力される。図3(e) はこの第3の低域濾波
器の回路構成例である。遅延回路群と増幅器群(重み付
け回路群)と合成器とから成るディジタル構成のトラン
スバーサルフィルタである。Le-a1は入力ライン、Le-
a2が出力ラインである。ブロックe−a1〜e−a14
は、各々遅延時間がTs(標本化周期、数2参照)の直
列接続された遅延回路群である。この遅延回路群から出
力されるTs間隔の15個の信号は、次の増幅器群e−b
1〜e−b15に供給され、ここで数20の特性を得るため
の所定の倍率の重み付けが行われる。この増幅器群から
出力される15個の信号は、合成器e−c1で加算合成
され、ラインLe-a2から出力される。数20(=数3)に
おいて、fmax=fmなる置き換えを行えば、図4(e) の太
実線の特性が得られる。この第3の低域濾波器の出力
は、次の第2の減算器1−dと第5の遅延回路1−eに
送られる。
This is the upper limit signal frequency fm of the video signal band.
The characteristic is that it becomes 0 in (Equation 1). By the action of the third low-pass filter, the high-frequency component in the horizontal direction is suppressed, and the low-frequency component in the horizontal direction in which the ringing component and the noise component are largely suppressed is output. FIG. 3 (e) shows an example of the circuit configuration of the third low pass filter. The transversal filter has a digital structure including a delay circuit group, an amplifier group (weighting circuit group), and a combiner. Le-a1 is the input line, Le-
a2 is an output line. Blocks e-a1 to e-a14
Is a group of delay circuits connected in series, each having a delay time Ts (sampling period, see equation 2). The 15 signals at Ts intervals output from this delay circuit group are the next amplifier group eb
1 to e-b15, where weighting of a predetermined scale factor for obtaining the characteristic of the equation (20) is performed. The 15 signals output from this amplifier group are added and combined by the combiner e-c1 and output from the line Le-a2. If the replacement of fmax = fm is performed in the equation (20) (= the equation (3)), the characteristic of the thick solid line in FIG. 4 (e) can be obtained. The output of the third low-pass filter is sent to the next second subtractor 1-d and fifth delay circuit 1-e.

【0095】第2の減算器1−dは、第4の遅延回路1
−cからの信号と、第3の低域濾波器1−bからの信号
との差を求める回路であり、入力される信号の水平方向
の高域成分が出力される。この第2の減算器の出力は、
次の第2の標準偏差回路1−iと第6の遅延回路1−g
に加えられる。第2の標準偏差回路1−iは、第2の減
算器1−dからの水平高域成分の自乗和平均の平方根σ
h を求める回路であるが、ここでは空間的には水平方向
の5つの画素値を用いた次式数12の演算で求めている。
これで水平方向の標準偏差値σh が求められる。この第
2の標準偏差回路の具体的な構成例を図3(d) に示す。
この標準偏差回路は既に説明した標準偏差回路と同じ回
路構成であり、その説明を省略する。
The second subtracter 1-d is provided in the fourth delay circuit 1
It is a circuit for obtaining the difference between the signal from -c and the signal from the third low-pass filter 1-b, and outputs the high-frequency component in the horizontal direction of the input signal. The output of this second subtractor is
The following second standard deviation circuit 1-i and sixth delay circuit 1-g
Is added to The second standard deviation circuit 1-i calculates the square root σ of the square sum average of the horizontal high-frequency components from the second subtractor 1-d.
Although this is a circuit for obtaining h, it is obtained spatially here by the calculation of the following equation 12 using five pixel values in the horizontal direction.
With this, the standard deviation value σh in the horizontal direction is obtained. A concrete configuration example of the second standard deviation circuit is shown in FIG.
This standard deviation circuit has the same circuit configuration as that of the standard deviation circuit described above, and a description thereof will be omitted.

【0096】この水平方向の標準偏差値σh は、数12に
おいてN=2とした5個の標本点から求められる。この
標準偏差回路の働きにより、入力される水平方向の高域
成分の包絡線成分が取り出される。隣接する複数標本点
からの自乗和の平方根を求めているため、低域濾波器の
機能も含まれており高調波成分も抑制されることにな
る。この第2の標準偏差回路の出力は、次の第4の低域
濾波器1−jに加えられる。この低域濾波器の特性G4
(f) は次式数13で表される様な平均化処理の低域濾波器
である。
The horizontal standard deviation value σh is obtained from the five sample points with N = 2 in the equation (12). By the function of this standard deviation circuit, the envelope component of the input high frequency component in the horizontal direction is extracted. Since the square root of the sum of squares from adjacent sample points is obtained, the function of the low-pass filter is also included and the harmonic components are also suppressed. The output of this second standard deviation circuit is applied to the next fourth low pass filter 1-j. Characteristics of this low pass filter G4
(f) is an averaging low-pass filter as expressed by the following equation 13.

【0097】この第4の低域濾波器の働きで、入力され
る第2の標準偏差値は、残留する不要な水平方向の高域
成分が取り除かれたなだらかな波形になる。帯域制限を
強く掛けることで、リンギング低減範囲を絞り込むこと
も出来る。第4の低域濾波器の回路例を図3(f)に示
す。ラインLf-a1が入力端子、ラインLf-a2が出力端子
である。ラインLf-a1から入力された信号は、直列に接
続された遅延回路群f−a1〜f−a4に加えられる。
遅延回路の遅延時間はTs(標本化間隔)に設定されて
いる。Ts間隔の5つの遅延回路群の出力は次の合成器
f−b1で加算平均化されて、ラインLf-a2から出力さ
れる。この様に第6の低域濾波器は5つの標本値による
平均化回路である。
By the action of the fourth low-pass filter, the input second standard deviation value becomes a gentle waveform in which the unnecessary unnecessary high-frequency component in the horizontal direction is removed. The ringing reduction range can be narrowed down by strongly applying the band limitation. A circuit example of the fourth low-pass filter is shown in FIG. The line Lf-a1 is an input terminal, and the line Lf-a2 is an output terminal. The signal input from the line Lf-a1 is added to the delay circuit groups f-a1 to f-a4 connected in series.
The delay time of the delay circuit is set to Ts (sampling interval). The outputs of the five delay circuit groups at Ts intervals are added and averaged by the next combiner f-b1 and output from the line Lf-a2. Thus, the sixth low pass filter is an averaging circuit with five sample values.

【0098】この第4の低域濾波器の出力は、次の第2
の非線形変換器1−kに加えられる。この第2の非線形
変換器の特性は、パラメータも含めて第1x及び第1の非
線形変換器と同じ変換特性とする。図37は第3の非線形
変換器の出力波形、即ち水平方向の窓関数Khである。
図37(a) 〜図37(d) は、図30の波形表示法(1) に基づい
た描き方をしており、図33(a) 〜図33(d) の波形図と一
対一に対応している。図37から解ることは、時間方向及
び垂直方向にはリンギングが少ないので絞り込みも強く
働き、水平方向はリンギングが多いのでパルスのピーク
近傍を保護する形で窓関数が形成されていることなどで
ある。なお、水平方向に関して言えば、リンギング低減
機能と共に、このリンギングと似た振る舞いをする雑音
の低減機能が大きな働きをしており、リンギングの少な
い信号に対しては雑音低減機能が主として働くことにな
る。
The output of this fourth low pass filter is
Of the non-linear converter 1-k. The characteristics of the second nonlinear converter are the same as those of the 1x and first nonlinear converters including the parameters. FIG. 37 shows the output waveform of the third nonlinear converter, that is, the window function Kh in the horizontal direction.
Figures 37 (a) to 37 (d) are drawn based on the waveform display method (1) in Fig. 30 and have a one-to-one correspondence with the waveform diagrams in Figs. 33 (a) to 33 (d). It corresponds. From FIG. 37, it can be understood that there is little ringing in the time direction and the vertical direction, so the narrowing down also works strongly, and since there is a lot of ringing in the horizontal direction, the window function is formed so as to protect the vicinity of the pulse peak. . As for the horizontal direction, the noise reduction function that behaves similarly to this ringing function plays a major role in addition to the ringing reduction function, and the noise reduction function mainly works for signals with little ringing. .

【0099】1−eの第5の遅延回路及び1−gの第6
の遅延回路は、共に窓関数形成回路系(1−i〜1−
k)での処理時間を補正する為の遅延回路である。遅延
時間は(2+2 ) Tsであり、それぞれ入力される信号を遅
延させて出力している。この第2の非線形変換器の出力
即ち、窓関数Khは次の第2の乗算器1−hに加えら
れ、第6の遅延回路1−gからの水平方向の高域成分と
の積が求められ、水平方向の第2の高域成分が形成され
る。次の第2の加算器1−fでは遅延回路1−eからの
水平方向の低域成分と、乗算器1−hからの水平方向の
第2の高域成分とが加えられ加算される。加算の結果は
ラインLd´を介して出力される。この最終出力信号の波
形図を図38(a) 〜(d) に示す。これを入力信号波形を示
す図32(a) 〜(d) と比較すると、フレーム番号kが−1
と0の所で、走査線番号j=−2〜0迄の波形のリンギ
ングが大幅に低減し、その他の波形部には検知出来るよ
うな不要な歪みが存在していないことが判る。
The fifth delay circuit 1-e and the sixth delay circuit 1-g
Of the delay function of the window function forming circuit system (1-i to 1-
It is a delay circuit for correcting the processing time in k). The delay time is (2 + 2) Ts, and each input signal is delayed and output. The output of this second non-linear converter, that is, the window function Kh, is added to the next second multiplier 1-h, and the product with the high frequency component in the horizontal direction from the sixth delay circuit 1-g is obtained. And a second horizontal high frequency component is formed. In the next second adder 1-f, the horizontal low-frequency component from the delay circuit 1-e and the horizontal second high-frequency component from the multiplier 1-h are added and added. The result of the addition is output via the line Ld '. Waveform diagrams of this final output signal are shown in Figures 38 (a)-(d). Comparing this with FIGS. 32 (a) to 32 (d) showing the input signal waveform, the frame number k is -1.
It can be seen that at the positions 0 and 0, the ringing of the waveform from the scanning line number j = −2 to 0 is significantly reduced, and there is no unnecessary distortion that can be detected in the other waveform portions.

【0100】図32〜図38による3次元的表示の波形図
で、本発明装置の各機能別ブロックの働きを説明してき
たが、次に図29(b) の信号の配置図で、波形にあるリン
ギングが大幅に減少することが判る、次式の様な代表的
な位置での最終出力信号の特性を見てみる。
The operation of each functional block of the device of the present invention has been described with reference to the three-dimensional waveform charts shown in FIGS. 32 to 38. Let's look at the characteristics of the final output signal at a typical position as shown in the following equation, where it can be seen that a certain ringing is greatly reduced.

【0101】[0101]

【数21】 [Equation 21]

【0102】図39(a) 〜(d) は数21(1) の位置での波形
特性図で、図40(a) 〜(d) は数21(2)の位置での波形特
性図で、図41(a) 〜(d) は数21(3) の位置での波形特性
図で、図42(a) 〜(d) は数21(4) の位置での波形特性図
である。入力信号図48(a) 〜(d) と比較して、何れの波
形にもリンギングの大幅な減少効果が見られるが、数20
(4) の位置がリンギング低減効果が最も大きい。これは
垂直及び時間方向への急激な波形変化の存在する位置に
あり、両方向への処理効果が重畳された為である。数21
(2) と数21(3) の位置は、数21(4) に次いでリンギング
低減効果の大きい位置である。時間方向または垂直方向
への急激な波形変化の存在する位置にある為である。数
21(1) は時間方向にも垂直方向にも急激な波形変化がな
い、一様な信号波形の存在する位置である。水平垂直時
間の3方向に対して行ったリンギング低減処理の効果が
現れている。これは図39(b) を入力信号の図48(b) と比
較することで、パルスピークから離れるのに伴い急激に
信号振幅が減少して行く様子をみることで確認できる。
FIGS. 39 (a) to 39 (d) are waveform characteristic diagrams at the position of equation 21 (1), and FIGS. 40 (a) to 40 (d) are waveform characteristic diagrams at the position of equation 21 (2). 41 (a) to 41 (d) are waveform characteristic diagrams at the position of equation 21 (3), and FIGS. 42 (a) to 42 (d) are waveform characteristic diagrams at the position of equation 21 (4). Compared to the input signal Fig. 48 (a) to (d), a significant reduction effect of ringing can be seen in all waveforms.
The position (4) has the greatest ringing reduction effect. This is because there is a rapid waveform change in the vertical and time directions, and the processing effects in both directions are superimposed. Number 21
The positions of (2) and Eq. 21 (3) are the positions where the ringing reduction effect is greatest next to Eq. 21 (4). This is because there is a position where there is a rapid waveform change in the time direction or the vertical direction. number
21 (1) is the position where a uniform signal waveform exists, with no sudden waveform change in either the time direction or the vertical direction. The effect of the ringing reduction processing performed in the three directions of the horizontal and vertical time is shown. This can be confirmed by comparing Fig. 39 (b) with Fig. 48 (b) of the input signal and observing how the signal amplitude sharply decreases with the distance from the pulse peak.

【0103】また、図39(c) 〜図41(c) を、入力信号の
図48(c) と比較すると、信号帯域内の歪みがほとんどな
いこと、また図39(d) 〜図41(d) を図48(d) と比較する
と、信号帯域外に付加された成分も信号との相関のある
規則的なスペクトルであり、その値は非常に小さい値で
あることなどが判る。この帯域外のスペクトルは、波形
のトランジェントの高調波成分であるから、有効な信号
エネルギとして活用されていることになる。リンギング
の存在幅を狭めたことにより、信号のスペクトル領域が
広がり、本来空いていて利用価値のない帯域外領域も有
効に活用されることになる。図48(c) の入力信号のスペ
クトル図と、対応する図39(c) の出力信号のスペクトル
図を比較すると、図4(f)に模式的に示すように、上
限周波数fmの左側の横縞の周波数成分が削られる代わり
に、fmの右側の縦縞の周波数成分が形成され付加された
様な変化が見られる。fmの右側の成分は非線形処理によ
って新たに形成された成分であるが、帯域拡大の効果と
捉えることが出来る。
Also, comparing FIGS. 39 (c) to 41 (c) with FIG. 48 (c) of the input signal, there is almost no distortion within the signal band, and FIGS. 39 (d) to 41 (c). Comparing d) with Fig. 48 (d), it can be seen that the component added outside the signal band is also a regular spectrum having a correlation with the signal, and its value is extremely small. Since the spectrum outside this band is the harmonic component of the transient of the waveform, it is utilized as effective signal energy. By narrowing the width of existence of ringing, the spectrum region of the signal is widened, and the out-of-band region which is originally vacant and has no utility value is effectively utilized. When the spectrum diagram of the input signal in Fig. 48 (c) and the corresponding spectrum diagram of the output signal in Fig. 39 (c) are compared, as shown schematically in Fig. 4 (f), horizontal stripes on the left side of the upper limit frequency fm are shown. Instead of deleting the frequency component of, the vertical stripe frequency component on the right side of fm is formed and added. The component on the right side of fm is a component newly formed by non-linear processing, but it can be considered as an effect of band expansion.

【0104】次に波形傾斜部がどの様な影響を受けるも
のかを見ることにする。この波形傾斜部の状態をみる為
の入力信号として、図47(a) (時間波形図)、図47(b)
(拡大時間波形図)、図47(c) (スペクトル図)の様な
特性のバー波形(パルス幅=略36μs、振幅=1のエ
ッジが急峻な波形)を用いることにする。この波形を図
29(a) 即ち、図29(b) のテスト波形領域に配置して入力
信号とし、ラインLd´における最終出力信号波形図を数
21の位置で取り出し、その特性図を求めると図49〜図52
の様になる。数21(1) の位置では図49、数21(2) では図
50、数21(3) では図51、そして数21(4) の位置では図52
の特性図が得られる。
Next, let us see how the corrugated slope is affected. 47 (a) (time waveform diagram) and 47 (b)
(Expanded time waveform diagram), a bar waveform having characteristics as shown in FIG. 47 (c) (spectrum diagram) (pulse width = approximately 36 μs, waveform with sharp edge with amplitude = 1) is used. This waveform is illustrated
29 (a) That is, the final output signal waveform diagram on the line Ld ′ is calculated by arranging it in the test waveform area of FIG.
It is taken out at the position of 21 and the characteristic diagram is obtained.
It becomes like. Fig. 49 is at the position of the number 21 (1), and is at the position of the number 21 (2).
50, Fig. 51 for the number 21 (3), and Fig. 52 for the position of the number 21 (4).
A characteristic diagram of is obtained.

【0105】これら出力信号波形図の時間波形図(a) 及
び拡大図(b) を入力信号波形の図47(a) 及び(b) と比較
すると、波形傾斜部の前後に付いていたリンギングの存
在範囲が大幅に少なくなっていることが判る。この様な
リンギング低減処理を行っても、時間拡大波形図の比較
で解るように、波形傾斜部はほとんど変化していない。
これが本発明の特徴である。これは前述の如く、そして
また図49(c) ,図50(c) ,図51(c) ,図52(c) スペクト
ル図の比較でも分かるように、窓関数の非線形処理によ
って高域スペクトルが減少すると同時に、帯域外成分が
形成され付加される帯域拡大の効果によるものと考えら
れる。また、入力信号である図32と、時間方向の処理後
の出力図34と、垂直方向の処理処理後の出力図36と、最
終出力図38とを比較すると、図34や図36で急激な波形変
化部に一時的に現れる波形の多少の崩れも、図38の最終
出力信号波形では綺麗に元に戻り、水平方向の周波数fm
迄の急峻な帯域制限により発生していたリンギング成分
も大幅に減少していることが解る。
Comparing the time waveform diagram (a) and the enlarged diagram (b) of these output signal waveform diagrams with the input signal waveforms of FIGS. 47 (a) and 47 (b), the ringing of the waveform before and after the sloped portion is observed. It can be seen that the range of existence is significantly reduced. Even if such a ringing reduction process is performed, as can be seen by comparing the time-expanded waveform diagrams, the waveform sloping portion hardly changes.
This is the feature of the present invention. This is as described above, and as can be seen from the comparison of the spectrum diagrams of FIG. 49 (c), FIG. 50 (c), FIG. 51 (c), and FIG. It is considered that this is due to the effect of band expansion in which out-of-band components are formed and added simultaneously with the decrease. Further, comparing FIG. 32, which is an input signal, the output diagram 34 after processing in the time direction, the output diagram 36 after processing in the vertical direction, and the final output diagram 38, when comparing FIG. Even if the waveform is a little distorted temporarily in the waveform changing part, the final output signal waveform in FIG.
It can be seen that the ringing component, which had been generated due to the steep band limitation up to that point, is also greatly reduced.

【0106】これらの3方向の処理の際には、時間方向
に対してはKt(図33)、垂直方向に対してはKv(図
35)、水平方向に対してはKh(図37)、等の窓関数が
それぞれの方向の高域成分に対して働くが、これらの窓
関数の波形図は、リンギングを絞り込み雑音を低減させ
る本発明のエッジ保存型のメカニズムを直感的に理解さ
せてくれる。なお、図33のKtと図35のKvとはほぼ同
じ波形になっているが、図29で説明した様に、有為な波
形(テスト波形)の配置が時間方向及び垂直方向に対象
性があることによるものである。本発明装置はリンギン
グ低減機能だけでなく、リンギングとある意味では共通
性のある雑音低減機能も合わせ持っている。図43は図48
の入力信号にSN20数dBのランダム雑音を加え、図29の
様に信号を配置した時の入力ラインLa´上のj=k=−
2の位置の波形図及びスペクトル図である。図44はライ
ンLb´での時間方向の処理後の特性図であり、図45はそ
の後のラインLc´での垂直方向の処理後の特性図であ
り、図46は最終出力ラインLd´での出力信号の特性図で
ある。
During the processing in these three directions, Kt (FIG. 33) for the time direction and Kv (FIG. 33) for the vertical direction.
35), window functions such as Kh in the horizontal direction (Fig. 37), etc. work for the high frequency components in each direction, but the waveform diagrams of these window functions are the ones that reduce ringing and reduce noise. It gives an intuitive understanding of the edge-preserving mechanism of the invention. Note that Kt in FIG. 33 and Kv in FIG. 35 have almost the same waveform, but as described in FIG. 29, the arrangement of significant waveforms (test waveforms) is symmetrical in the time direction and the vertical direction. It is due to something. The device of the present invention has not only the ringing reduction function, but also the noise reduction function which is in common with ringing in a sense. Figure 43 is Figure 48
Random noise of SN20 several dB is added to the input signal of and the signal is arranged as shown in FIG. 29, j = k = − on the input line La ′
It is a waveform diagram and a spectrum diagram of the position of 2. FIG. 44 is a characteristic diagram of the line Lb ′ after processing in the time direction, FIG. 45 is a characteristic diagram of the subsequent line Lc ′ after processing in the vertical direction, and FIG. 46 is a diagram of the final output line Ld ′. It is a characteristic view of an output signal.

【0107】入力信号図43(d) に対して、図44(d) を比
較すると数dBの雑音低減効果が見られること、図45(d)
との比較では、更に数dBの雑音低減効果が見られるこ
と、そして最後の図46(d) との比較では、リンギングの
他に帯域内の高域及び帯域外の雑音が大幅に減っている
ことが解る。若干残っている雑音は、本発明では処理の
対象外となる、水平垂直時間の3次元座標系で見た時の
時空間低周波数領域の雑音成分である。図43と図44の比
較で時間方向の処理によって数dBの雑音低減効果が得ら
れ、図45との比較で垂直方向の処理によって更に数dBの
雑音低減効果が得られるのは、各々時間方向及び垂直方
向の信号の相関関係に基づく効果であり、3次元処理の
プラスの効果である。この様な雑音低減効果を、主要な
信号成分に異常な波形歪みを与えることなく、不必要な
微小高域成分を除去することが出来るリンギング低減機
能を備えていることが本発明の特徴である。
When the input signal of FIG. 43 (d) is compared with that of FIG. 44 (d), a noise reduction effect of several dB is observed, and FIG. 45 (d)
In comparison with Fig. 46, a noise reduction effect of several dB is further seen, and in comparison with Fig. 46 (d) at the end, in-band high and out-of-band noise is significantly reduced in addition to ringing. I understand. The slightly remaining noise is a noise component in the spatiotemporal low frequency region when viewed in a three-dimensional coordinate system of horizontal and vertical time, which is not a target of processing in the present invention. The noise reduction effect of several dB is obtained by the processing in the time direction in the comparison of FIG. 43 and FIG. 44, and the noise reduction effect of several dB is further obtained by the processing in the vertical direction in the comparison with FIG. 45. And the effect based on the correlation of signals in the vertical direction, which is a positive effect of the three-dimensional processing. It is a feature of the present invention that such a noise reduction effect is provided with a ringing reduction function capable of removing an unnecessary minute high frequency component without giving an abnormal waveform distortion to a main signal component. .

【0108】なお、リンギング低減処理過程で、中心的
な働きをする非線形変換器は、幾つかのパラメータを変
えることで、その特性を任意に変えることが出来る。係
数Koを大きくすると変換される高域成分のゲインが上が
り高域成分が強調される。逆にKoの値を小さくすると高
域成分が減少する。基準値xoの値を大きくすると窓関
数の幅は狭くなり、リンギングの絞り込みの範囲が狭く
なる。逆にxoの値が小さくなるとリンギング低減効果
は弱くなる。rの値を大きくするとリンギングの絞り込
みが強く働き、リンギングの存在範囲が狭くなる。逆に
rの値を小さくするとリンギング低減効果が弱くなる。
この様な特徴を用いて、用途に合わせた最適な特性を得
ることが出来る。これらのパラメータをダイナミックに
制御することで適応制御を行わせることも出来る。な
お、本発明ではまず時間方向、次に垂直方向、そして最
後に水平方向の画質改善処理を順番に行っている。もし
逆の手順をとると、特に水平方向の不要な高調波成分が
残るなどの弊害が生じる。また、第1Xの低域濾波器1と
第1の低域濾波器11と第3の低域濾波器1−bは、通
過する信号の含有周波数帯域の上限周波数迄の100 %ロ
ールオフ特性に設定してある。これは窓関数によるリン
ギング低減及び雑音低減処理を行っても信号帯域内のス
ペクトルの歪みの極めて少ない良好な周波数特性が得ら
れることから選んだ特性である。
The nonlinear converter, which plays a central role in the ringing reduction process, can have its characteristics arbitrarily changed by changing some parameters. Increasing the coefficient Ko increases the gain of the converted high frequency component and emphasizes the high frequency component. On the contrary, if Ko value is decreased, high frequency components are decreased. When the value of the reference value xo is increased, the width of the window function is narrowed, and the narrowing range of ringing is narrowed. Conversely, as the value of xo becomes smaller, the ringing reduction effect becomes weaker. When the value of r is increased, the ringing is narrowed down strongly and the ringing existence range is narrowed. Conversely, if the value of r is reduced, the ringing reduction effect becomes weaker.
By using such characteristics, it is possible to obtain optimum characteristics according to the application. It is also possible to perform adaptive control by dynamically controlling these parameters. In the present invention, the image quality improving process is performed in order of the time direction, the vertical direction, and finally the horizontal direction. If the reverse procedure is taken, there is a problem that unnecessary harmonic components, especially in the horizontal direction, remain. Further, the 1X low-pass filter 1, the first low-pass filter 11 and the third low-pass filter 1-b have 100% roll-off characteristics up to the upper limit frequency of the contained frequency band of the passing signal. It is set. This is a characteristic selected because a good frequency characteristic with extremely small spectrum distortion in the signal band can be obtained even if the ringing reduction and noise reduction processing by the window function are performed.

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の画質改善装
置は、以下の効果を有する。 (イ)信号帯域内及び信号帯域外を含めて、信号に対す
る歪みの少ないリンギング低減効果を得ることが出来
る。 (ロ)リンギング存在領域を狭めても、信号の帯域拡大
の効果により、波形変化部の急峻度を維持出来解像度感
が損なわれない。 (ハ)雑音低減機能もあるので、微小な雑音や符号化復
号化に伴う符号化歪等の低減処理に効果があり、総合的
な画質向上に効果がある。 (ニ)垂直水平の2次元処理であるので、1次元処理に
比較してリンギング及び雑音の低減効果が大きい。ま
た、方向性がないので、不自然感が出ない等、総合的な
画質向上に効果がある。 (ホ)水平垂直時間の3次元処理であるので、1次元及
び2次元処理に比較してリンギング及び雑音の低減効果
が大きい。1次元処理では取りきれない低域の雑音成分
も低減される。また、方向性がないので、不自然感が出
ない等、総合的な画質向上に効果がある。 (ヘ)リンギングの少ない信号に対しては、主として雑
音低減機能が働くことになるので、何れにしても画質向
上に寄与出来る。 (ト)回路的にもさほど複雑な回路構成にはならず、通
常のディジタル回路で実現出来るので、コスト/パフォ
ーマンスが大変良い。 (チ)パラメータを変えることで特性を変えることが出
来るので、適応制御にも応用出来る。 (リ)各種の画像処理、信号処理分野にも応用可能であ
り、特に符号化復号化による符号化歪による画質劣化の
問題にも応用出来る。
As described above, the image quality improving device of the present invention has the following effects. (A) It is possible to obtain the ringing reduction effect with less distortion on the signal including within the signal band and outside the signal band. (B) Even if the ringing existence region is narrowed, the sharpness of the waveform changing portion can be maintained and the sense of resolution is not impaired due to the effect of expanding the signal band. (C) Since it also has a noise reduction function, it is effective in reducing minute noise and coding distortion associated with coding and decoding, and is effective in improving overall image quality. (D) Since it is vertical and horizontal two-dimensional processing, it has a greater effect of reducing ringing and noise than one-dimensional processing. Further, since there is no directionality, it is effective in improving the overall image quality, such as not giving an unnatural feeling. (E) Since it is the three-dimensional processing of the horizontal and vertical times, the ringing and noise reduction effect is greater than that of the one-dimensional and two-dimensional processing. Low-frequency noise components that cannot be completely removed by one-dimensional processing are also reduced. Further, since there is no directionality, it is effective in improving the overall image quality, such as not giving an unnatural feeling. (F) The noise reduction function mainly works on a signal with little ringing, and in any case, it can contribute to image quality improvement. (G) The circuit configuration is not so complicated and can be realized by an ordinary digital circuit, so that the cost / performance is very good. (H) Since the characteristics can be changed by changing the parameters, it can be applied to adaptive control. (I) It can be applied to various image processing and signal processing fields, and particularly to the problem of image quality deterioration due to coding distortion due to coding and decoding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画質改善装置の第1の実施例の構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of an image quality improving device of the present invention.

【図2】従来例の画質改善装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional image quality improving device.

【図3】本発明の画質改善装置の具体例の細部構成図で
ある。
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a specific example of the image quality improving apparatus of the present invention.

【図4】動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram.

【図5】動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram.

【図6】窓関数の特性例である。FIG. 6 is a characteristic example of a window function.

【図7】入力信号特性図で、(a) は振幅線形表示波形
図、(b) は振幅dB表示波形図、(c) は振幅線形表示スペ
クトル図、(d) は振幅dB表示スペクトル図である。
FIG. 7 is an input signal characteristic diagram, (a) is an amplitude linear display waveform diagram, (b) is an amplitude dB display waveform diagram, (c) is an amplitude linear display spectrum diagram, and (d) is an amplitude dB display spectrum diagram. is there.

【図8】第1の従来例の出力信号特性図である。FIG. 8 is an output signal characteristic diagram of the first conventional example.

【図9】第2の従来例の出力信号特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram of an output signal of a second conventional example.

【図10】本発明装置の各ブロックの動作波形図(a) 〜
(d) である。
FIG. 10 is an operation waveform diagram (a) of each block of the device of the present invention.
(d).

【図11】本発明装置の各ブロックの動作波形図(e) 〜
(h) である。
FIG. 11 is an operation waveform diagram (e) of each block of the device of the present invention.
(h).

【図12】本発明装置の各ブロックの動作波形図(i) 〜
(k) である。
FIG. 12 is an operation waveform diagram (i) of each block of the device of the present invention.
(k).

【図13】本発明装置の各ブロックの動作波形図 (l)〜
(o) である。
FIG. 13 is an operation waveform diagram (l) of each block of the device of the present invention.
(o).

【図14】垂直処理出力信号特性図(走査線番号m−
1)である。
FIG. 14 is a vertical processing output signal characteristic diagram (scanning line number m-
1).

【図15】垂直処理出力信号特性図(走査線番号 m
)である。
FIG. 15 is a vertical processing output signal characteristic diagram (scanning line number m
).

【図16】垂直処理出力信号特性図(走査線番号m+
1)である。
FIG. 16 is a vertical processing output signal characteristic diagram (scanning line number m +
1).

【図17】最終処理出力信号特性図(走査線番号m−
1)である。
FIG. 17 is a final processing output signal characteristic diagram (scanning line number m-
1).

【図18】最終処理出力信号特性図(走査線番号 m
)である。
FIG. 18 is a final processing output signal characteristic diagram (scanning line number m
).

【図19】最終処理出力信号特性図(走査線番号m+
1)である。
FIG. 19 is a final processing output signal characteristic diagram (scanning line number m +
1).

【図20】雑音付加時の入力信号特性図である。FIG. 20 is a characteristic diagram of an input signal when noise is added.

【図21】雑音付加時の垂直処理出力信号特性図であ
る。
FIG. 21 is a characteristic diagram of a vertical processing output signal when noise is added.

【図22】雑音付加時の最終処理出力信号特性図であ
る。
FIG. 22 is a final processed output signal characteristic diagram when noise is added.

【図23】バー波形エッジの入力信号特性図で、(a) は
波形図、(b) は拡大波形図、(c)はスペクトル図であ
る。
FIG. 23 is an input signal characteristic diagram of a bar waveform edge, where (a) is a waveform diagram, (b) is an enlarged waveform diagram, and (c) is a spectrum diagram.

【図24】バー波形エッジの2次元入出力波形図で、
(a) は入力信号、(b) は垂直処理出力、(c) は最終処理
出力である。
FIG. 24 is a two-dimensional input / output waveform diagram of bar waveform edges,
(a) is the input signal, (b) is the vertical processing output, and (c) is the final processing output.

【図25】バー波形エッジの窓関数の波形図で、(a) は
垂直窓関数Kv、(b) は水平窓関数Khである。
FIG. 25 is a waveform diagram of a window function of a bar waveform edge, where (a) is a vertical window function Kv and (b) is a horizontal window function Kh.

【図26】バー波形エッジの最終処理出力信号特性図
で、(a) は波形図、(b) は拡大波形図、(c) はスペクト
ル図である。
FIG. 26 is a final processed output signal characteristic diagram of a bar waveform edge, where (a) is a waveform diagram, (b) is an enlarged waveform diagram, and (c) is a spectrum diagram.

【図27】本発明の画質改善装置の第2の実施例の構成
図である。
FIG. 27 is a configuration diagram of a second embodiment of the image quality improving device of the present invention.

【図28】動作説明図(演算に係わる標本点の3次元配
列)である。
FIG. 28 is an explanatory diagram of the operation (three-dimensional array of sampling points related to calculation).

【図29】動作説明図(演算に係わる走査線の2次元配
列)である。
FIG. 29 is an operation explanatory view (two-dimensional array of scanning lines related to calculation).

【図30】動作説明図(波形表示法1)である。FIG. 30 is an operation explanatory view (waveform display method 1).

【図31】動作説明図(波形表示法2)である。FIG. 31 is an operation explanatory view (waveform display method 2).

【図32】3次元表示波形図(入力信号)で、(a) k=
−1、j=−2〜3 (b) k=0、j=−2〜3 (c)
k=+1、j=−2〜3 (d) k=+2、j=−2〜3
である。なお、図33, 図36〜図38も同じ表現法である。
FIG. 32 is a three-dimensional display waveform diagram (input signal), where (a) k =
-1, j = -2 to 3 (b) k = 0, j = -2 to 3 (c)
k = + 1, j = -2 to 3 (d) k = + 2, j = -2 to 3
Is. Note that FIGS. 33 and 36 to 38 use the same expression method.

【図33】3次元表示波形図(時間窓関数)である。FIG. 33 is a three-dimensional display waveform diagram (time window function).

【図34】3次元表示波形図(時間方向処理出力)で、
(a) j=−1、k=−2〜3 (b) j= 0、k=−2
〜3 (c) j=+1、k=−2〜3 (d) j=+2、k
=−2〜3である。なお、図15も同じ表現法である。
FIG. 34 is a three-dimensional display waveform diagram (time direction processing output),
(a) j = -1, k = -2 to 3 (b) j = 0, k = -2
˜3 (c) j = + 1, k = −2 to 3 (d) j = + 2, k
= -2 to 3. Note that FIG. 15 has the same expression method.

【図35】3次元表示波形図(垂直窓関数)である。FIG. 35 is a three-dimensional display waveform diagram (vertical window function).

【図36】3次元表示波形図(垂直方向処理出力)であ
る。
FIG. 36 is a three-dimensional display waveform diagram (vertical processing output).

【図37】3次元表示波形図(水平窓関数)である。FIG. 37 is a three-dimensional display waveform diagram (horizontal window function).

【図38】3次元表示波形図(水平方向処理出力)であ
る。
FIG. 38 is a three-dimensional display waveform diagram (horizontal processing output).

【図39】出力信号の特性図(j=−2、k=−2)で
ある。
FIG. 39 is a characteristic diagram of an output signal (j = -2, k = -2).

【図40】出力信号の特性図(j=−2、k= 0)で
ある。
FIG. 40 is a characteristic diagram of an output signal (j = −2, k = 0).

【図41】出力信号の特性図(j= 0、k=−2)で
ある。
FIG. 41 is a characteristic diagram of an output signal (j = 0, k = -2).

【図42】出力信号の特性図(j= 0、k= 0)で
ある。
FIG. 42 is a characteristic diagram of an output signal (j = 0, k = 0).

【図43】雑音付加時の入力信号特性図(j=k=−
2)である。
FIG. 43 is a characteristic diagram of an input signal when noise is added (j = k = −
2).

【図44】時間方向処理出力の特性図 (j=k=−
2)である。
FIG. 44 is a characteristic diagram of time-direction processed output (j = k = −
2).

【図45】垂直方向処理出力の特性図 (j=k=−
2)である。
FIG. 45 is a characteristic diagram of vertical processing output (j = k = −
2).

【図46】水平方向処理出力の特性図 (j=k=−
2)である。
FIG. 46 is a characteristic diagram of horizontal processing output (j = k = −
2).

【図47】入力信号(バー波形エッジ)の特性図(j=
k=−2)で、(a) 波形図、(b)拡大波形図、(c) スペ
クトル図であり、図49〜図52も同じ表示法である。
FIG. 47 is a characteristic diagram of an input signal (bar waveform edge) (j =
k = -2), (a) waveform diagram, (b) enlarged waveform diagram, (c) spectrum diagram, and FIGS. 49 to 52 also use the same display method.

【図48】入力信号(インパルス波形)特性図で、(a)
振幅線形表示波形図、(b) 振幅dB表示波形図、(c) 振幅
線形表示スペクトル図、(d) 振幅dB表示スペクトル図で
ある。なお、図8、図9、図39〜図46も同じ表現法であ
る。
FIG. 48 is a characteristic diagram of an input signal (impulse waveform), (a)
It is an amplitude linear display waveform diagram, (b) amplitude dB display waveform diagram, (c) amplitude linear display spectrum diagram, (d) amplitude dB display spectrum diagram. Note that FIGS. 8, 9, and 39 to 46 have the same expression method.

【図49】代表点での出力信号特性図(j=−2、k=
−2)である。
FIG. 49 is an output signal characteristic diagram at a representative point (j = -2, k =
-2).

【図50】代表点での出力信号特性図(j=−2、k=
0)である。
FIG. 50 is an output signal characteristic diagram at a representative point (j = -2, k =
0).

【図51】代表点での出力信号特性図(j= 0、k=
−2)である。
FIG. 51 is an output signal characteristic diagram at a representative point (j = 0, k =
-2).

【図52】代表点での出力信号特性図(j= 0、k=
0)である。
FIG. 52 is a characteristic diagram of an output signal at a representative point (j = 0, k =
0).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,9,11,19,1−b,1−j 低域濾波器 2,4,6,12,14,16,1−c,1−e,1−
g 遅延回路 3,13,1−d 減算器 5,15,1−f 加算器 7,17,1−h 乗算器 8,18,1−i 標準偏差回路 X−a,1−a,1−k 非線形変換器 Kh 水平窓関数 Kt 時間窓関数 Kv 垂直窓関数
1, 9, 11, 19, 1-b, 1-j Low-pass filter 2, 4, 6, 12, 14, 16, 1-c, 1-e, 1-
g Delay circuit 3,13,1-d Subtractor 5,15,1-f Adder 7,17,1-h Multiplier 8,18,1-i Standard deviation circuit X-a, 1-a, 1- k Non-linear converter Kh Horizontal window function Kt Time window function Kv Vertical window function

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水平垂直の2次元画像を再生する映像信号
に対して、リンギング及び雑音低減処理を行う画質改善
装置において、垂直方向に関して、入力信号を垂直低域
成分と垂直高域成分とに分ける垂直信号分離手段と、前
記の垂直高域成分の包絡線成分を求める垂直包絡線抽出
手段と、前記の垂直包絡線成分と所定の第1の基準値と
に基づき垂直方向の窓関数を形成する垂直窓関数形成手
段と、前記の垂直窓関数を用いて前記の垂直高域成分を
第2の垂直高域成分に変換する垂直高域変換手段と、前
記の第2の垂直高域成分を前記の垂直低域成分に加算合
成して垂直再合成信号を形成する垂直信号再合成手段
と、水平方向に関して、前記の垂直再合成信号を水平低
域成分と水平高域成分とに分ける水平信号分離手段と、
前記の水平高域成分の包絡線成分を求める水平包絡線抽
出手段と、前記の水平包絡線成分と所定の第2の基準値
とに基づき水平方向の窓関数を形成する水平窓関数形成
手段と、前記の水平窓関数を用いて前記の水平高域成分
を第2の水平高域成分に変換する水平高域変換手段と、
前記の第2の水平高域成分を前記の水平低域成分に加算
合成して水平再合成信号を形成する水平信号再合成手段
とにより構成したことを特徴とする画質改善装置。
1. An image quality improving device for performing ringing and noise reduction processing on a video signal for reproducing a horizontal and vertical two-dimensional image, wherein an input signal is divided into a vertical low band component and a vertical high band component in the vertical direction. Vertical signal separating means for dividing, vertical envelope extracting means for obtaining an envelope component of the vertical high frequency component, and a vertical window function is formed based on the vertical envelope component and a predetermined first reference value. Vertical window function forming means for converting the vertical high frequency component into a second vertical high frequency component by using the vertical window function, and the second vertical high frequency component Vertical signal recombining means for adding and combining the vertical low-frequency components to form a vertical recombined signal; and a horizontal signal for horizontally dividing the vertical recombined signal into a horizontal low-frequency component and a horizontal high-frequency component. Separation means,
Horizontal envelope extracting means for obtaining an envelope component of the horizontal high-frequency component, and horizontal window function forming means for forming a horizontal window function based on the horizontal envelope component and a predetermined second reference value. A horizontal high frequency conversion means for converting the horizontal high frequency component into a second horizontal high frequency component using the horizontal window function,
An image quality improving apparatus comprising: a horizontal signal recombining means for adding and combining the second horizontal high frequency component to the horizontal low frequency component to form a horizontal recomposition signal.
【請求項2】請求項1において、垂直信号分離手段で、
入力信号の周波数帯域を包含する100%ロールオフ特
性の低域濾波器を用いて垂直低域成分を分離し、しかる
後に前記の入力信号から前記の垂直低域成分を減算する
ことで垂直高域成分を得、水平信号分離手段では、まず
入力される前記の垂直再合成信号の周波数帯域を包含す
る100%ロールオフ特性の低域濾波器を用いて水平低
域成分を分離し、しかる後に前記の垂直再合成信号から
前記の水平低域成分を減算することで水平高域成分を得
るような構成とすることを特徴とする画質改善装置。
2. The vertical signal separating means according to claim 1,
A vertical low-pass component is separated using a low-pass filter having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input signal, and then the vertical low-pass component is subtracted from the input signal to obtain a vertical high-pass component. In the horizontal signal separating means, first, a horizontal low-pass component is separated by using a low-pass filter having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input vertical re-synthesis signal. 2. An image quality improving device having a configuration in which a horizontal high-frequency component is obtained by subtracting the horizontal low-frequency component from the vertical re-synthesis signal of.
【請求項3】請求項1又は2において、前記の垂直低域
成分に対する入力信号の複数標本点の値との差の自乗和
平均の平方根等から求められる垂直標準偏差値から垂直
包絡線成分を求める垂直包絡線抽出手段と、前記の水平
高域成分の自乗和平均の平方根等から求められる水平標
準偏差値から水平包絡線成分を求める水平包絡線抽出手
段とを備えたことを特徴とする画質改善装置。
3. The vertical envelope component according to claim 1, wherein a vertical standard deviation value is obtained from a vertical standard deviation value obtained from the square root of the root mean square of the difference between the vertical low frequency component and the values of a plurality of sampling points of the input signal. Image quality characterized by comprising a vertical envelope extracting means for obtaining and a horizontal envelope extracting means for obtaining a horizontal envelope component from a horizontal standard deviation value obtained from the square root of the square sum average of the horizontal high-frequency components. Improvement device.
【請求項4】請求項1又は2において、前記の垂直標準
偏差値に対して、更に水平低域濾波器で帯域制限を行っ
て垂直包絡線成分を定める垂直包絡線抽出手段と、前記
の水平標準偏差値に対して、更に水平低域濾波器で帯域
制限を行って水平包絡線成分を定める水平包絡線抽出手
段とを備えたことを特徴とする画質改善装置。
4. A vertical envelope extracting means for determining a vertical envelope component by further band-limiting the vertical standard deviation value with a horizontal low-pass filter according to claim 1 or 2, An image quality improving apparatus further comprising horizontal envelope extracting means for determining a horizontal envelope component by performing band limitation on the standard deviation value by a horizontal low-pass filter.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれかの請求項におい
て、前記の垂直または水平の包絡線成分と所定の基準値
とから位相角を求め、前記の位相角の変域を0乃至π/
2の間とし、これを正弦関数または余弦関数等の三角関
数に適用し、前記三角関数を所定乗倍して変域が0乃至
1の範囲の窓関数を求める垂直または水平の窓関数形成
手段を備えたことを特徴とする画質改善装置。
5. The phase angle according to claim 1, wherein a phase angle is obtained from the vertical or horizontal envelope component and a predetermined reference value, and the range of the phase angle is 0 to π. /
A vertical or horizontal window function forming means for obtaining a window function in the range of 0 to 1 by multiplying the trigonometric function by a predetermined power and applying it to a trigonometric function such as a sine function or a cosine function. An image quality improving device characterized by comprising:
【請求項6】請求項5において、前記の位相角は垂直ま
たは水平の包絡線成分と所定の基準値との和に対する、
前記の垂直または水平の包絡線成分、または前記の基準
値との比率から求めるように構成したことを特徴とする
画質改善装置。
6. The phase angle according to claim 5, with respect to a sum of a vertical or horizontal envelope component and a predetermined reference value,
An image quality improving device, characterized in that it is configured to obtain from the vertical or horizontal envelope component or a ratio with the reference value.
【請求項7】水平垂直時間の3次元画像を再生する映像
信号に対して、リンギング及び雑音低減処理を行う画質
改善装置において、時間方向に関して、入力信号を時間
低域成分と時間高域成分とに分ける時間信号分離手段
と、前記の時間高域成分の包絡線成分を求める時間包絡
線抽出手段と、前記の時間包絡線成分と所定の第1の基
準値とに基づき時間方向の窓関数を形成する時間窓関数
形成手段と、前記の時間窓関数を用いて前記の時間高域
成分を第2の時間高域成分に変換する時間高域成分変換
手段と、前記の第2の時間高域成分を前記の時間低域成
分に加算合成して時間再合成信号を形成する時間信号再
合成手段と、垂直方向に関して、前記の時間再合成信号
を垂直低域成分と垂直高域成分とに分ける垂直信号分離
手段と、前記の垂直高域成分の包絡線成分を求める垂直
包絡線抽出手段と、前記の垂直包絡線成分と所定の第2
の基準値とに基づき垂直方向の窓関数を形成する垂直窓
関数形成手段と、前記の垂直窓関数を用いて前記の垂直
高域成分を第2の垂直高域成分に変換する垂直高域成分
変換手段と、前記の第2の垂直高域成分を前記の垂直低
域成分に加算合成して垂直再合成信号を形成する垂直信
号再合成手段と、 水平方向に関して、前記の垂直再合成信号を水平低域成
分と水平高域成分とに分ける水平信号分離手段と、前記
の水平高域成分の包絡線成分を求める水平包絡線抽出手
段と、前記の水平包絡線成分と所定の第3の基準値とに
基づき水平方向の窓関数を形成する水平窓関数形成手段
と、前記の水平窓関数を用いて前記の水平高域成分を第
2の水平高域成分に変換する水平高域成分変換手段と、
前記の第2の水平高域成分を前記の水平低域成分に加算
合成して水平再合成信号を形成する水平信号再合成手段
とにより構成したことを特徴とする画質改善装置。
7. An image quality improving apparatus for performing ringing and noise reduction processing on a video signal for reproducing a three-dimensional image of horizontal and vertical time, in which the input signal is divided into a time low frequency component and a time high frequency component in the time direction. A time signal separating means, a time envelope extracting means for obtaining an envelope component of the time high-frequency component, and a window function in the time direction based on the time envelope component and a predetermined first reference value. A time window function forming means for forming, a time high frequency component conversion means for converting the time high frequency component into a second time high frequency component using the time window function, and the second time high frequency range A time signal recombining means for adding and synthesizing a component to the time low-frequency component to form a time recombined signal, and dividing the time recombined signal into a vertical low-frequency component and a vertical high-frequency component in the vertical direction. Vertical signal separating means and the vertical A vertical envelope extraction means for obtaining an envelope component of the frequency component, the vertical envelope component and a predetermined second
Vertical window function forming means for forming a window function in the vertical direction on the basis of the reference value of, and a vertical high frequency component for converting the vertical high frequency component into a second vertical high frequency component using the vertical window function. Conversion means, vertical signal recombining means for adding and combining the second vertical high-frequency component to the vertical low-frequency component to form a vertical recombined signal, and the vertical recombined signal in the horizontal direction. Horizontal signal separating means for dividing into a horizontal low-frequency component and a horizontal high-frequency component, a horizontal envelope extracting means for obtaining an envelope component of the horizontal high-frequency component, the horizontal envelope component and a predetermined third criterion. Horizontal window function forming means for forming a window function in the horizontal direction based on the value, and horizontal high frequency component conversion means for converting the horizontal high frequency component into a second horizontal high frequency component using the horizontal window function. When,
An image quality improving apparatus comprising: a horizontal signal recombining means for adding and combining the second horizontal high frequency component to the horizontal low frequency component to form a horizontal recomposition signal.
【請求項8】請求項7において、時間信号分離手段で、
入力信号の周波数帯域を包含する100%ロールオフ特
性の時間低域濾波器を用いて時間低域成分を分離し、し
かる後に前記の入力信号から前記の時間低域成分を減算
することで時間高域成分を得、垂直信号分離手段では、
まず入力される前記の時間再合成信号の周波数帯域を包
含する100%ロールオフ特性の垂直低域濾波器を用い
て垂直低域成分を分離し、しかる後に前記の時間再合成
信号から前記の垂直低域成分を減算することで垂直高域
成分を得、水平信号分離手段では、まず入力される前記
の垂直再合成信号の周波数帯域を包含する100%ロー
ルオフ特性の水平低域濾波器を用いて水平低域成分を分
離し、しかる後に前記の垂直再合成信号から前記の水平
低域成分を減算することで水平高域成分を得るような構
成とすることを特徴とする画質改善装置。
8. The time signal separating means according to claim 7,
A time low-pass component having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input signal is used to separate the time low-pass component, and then the time low-pass component is subtracted from the input signal to obtain a time high-pass component. And the vertical signal separation means
First, a vertical low-pass filter having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input time-resynthesized signal is used to separate the vertical low-pass components, and then the vertical re-synthesized signal is separated from the vertical low-pass signal. A vertical high-frequency component is obtained by subtracting the low-frequency component, and the horizontal signal separating means first uses a horizontal low-pass filter having a 100% roll-off characteristic that covers the frequency band of the input vertical re-synthesis signal. The image quality improving apparatus is configured to obtain a horizontal high-frequency component by separating the horizontal low-frequency component from the vertical low-frequency component and then subtracting the horizontal low-frequency component from the vertical re-synthesis signal.
【請求項9】請求項7又は8において、前記の時間低域
成分に対する入力信号の複数標本点の値との差の自乗和
平均の平方根などから求められる時間標準偏差値から時
間包絡線成分を求める時間包絡線抽出手段と、前記の垂
直低域成分に対する入力されれる前記の時間再合成信号
の複数標本点の値との差の自乗和平均の平方根などから
求められる垂直標準偏差値から垂直包絡線成分を求める
垂直包絡線抽出手段と、前記の水平高域成分の自乗和平
均の平方根などから求められる水平標準偏差値から水平
包絡線成分を求める水平包絡線抽出手段とを備えたこと
を特徴とする画質改善装置。
9. The time envelope component according to claim 7, wherein a time standard deviation value obtained from a square root of a sum of squared averages of differences between values of a plurality of sampling points of the input signal with respect to the time low frequency component is obtained. Vertical envelope from the vertical standard deviation value obtained from the square root of the mean square sum of the difference between the time envelope extracting means to be obtained and the values of the plurality of sampling points of the input time recombined signal with respect to the vertical low-frequency component. A vertical envelope extracting means for obtaining a line component, and a horizontal envelope extracting means for obtaining a horizontal envelope component from a horizontal standard deviation value obtained from the square root of the square sum average of the horizontal high-frequency components and the like. Image quality improvement device.
【請求項10】請求項7又は8において、前記の時間標
準偏差値に対して、更に水平低域濾波器で帯域制限を行
って時間包絡線成分を定める時間包絡線抽出手段と、前
記の垂直標準偏差値に対して、更に水平低域濾波器で帯
域制限を行って垂直包絡線成分を定める垂直包絡線抽出
手段と、前記の水平標準偏差値に対して、更に水平低域
濾波器で帯域制限を行って水平包絡線成分を定める水平
包絡線抽出手段とを備えたことを特徴とする画質改善装
置。
10. The time envelope extracting means for defining a time envelope component by band limiting a horizontal low-pass filter for the time standard deviation value according to claim 7, or the vertical direction. Vertical envelope extraction means for determining a vertical envelope component by further band-limiting the standard deviation value with a horizontal low-pass filter, and a band with a horizontal low-pass filter for the horizontal standard deviation value. An image quality improving apparatus, comprising: a horizontal envelope extracting unit that limits the horizontal envelope component.
【請求項11】請求項7乃至10のいずれかの請求項に
おいて、前記の時間、垂直、水平の包絡線成分と所定の
基準値とから位相角を求め、前記の位相角の変域を0〜
π/2の間とし、これを正弦関数又は余弦関数などの三
角関数に適用し、前記三角関数を所定乗倍して変域が0
乃至1の範囲の窓関数を求める時間、垂直、水平の窓関
数形成手段を備えたことを特徴とする画質改善装置。
11. The phase angle according to claim 7, wherein a phase angle is obtained from the time, vertical and horizontal envelope components and a predetermined reference value, and the range of the phase angle is set to 0. ~
π / 2, and this is applied to a trigonometric function such as a sine function or a cosine function.
1. An image quality improving apparatus comprising window function forming means for obtaining a window function in the range from 1 to 1, vertical and horizontal.
【請求項12】請求項11において、前記の位相角は時
間、垂直、水平の包絡線成分と所定の基準値との和に対
する、前記の時間、垂直、水平の包絡線成分、又は前記
の基準値との比率から求めるように構成したことを特徴
とする画質改善装置。
12. The phase angle according to claim 11, wherein the phase angle is the sum of the time, vertical or horizontal envelope component and a predetermined reference value, the time, vertical or horizontal envelope component, or the reference. An image quality improving device characterized in that it is configured to obtain it from a ratio with a value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8692939B2 (en) 2005-10-18 2014-04-08 Nec Viewtechnology, Ltd. Method and apparatus for improving image quality

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