【発明の詳細な説明】
カラー映像の鮮鋭度強化システム及び方法
本発明は映像表示システムに関するものであり、本映像表示システムは、
入力カラー映像を表わす映像信号を受信し、全体的には、入力カラー映像と同
じである出力カラー映像を表示するように構成された映像表示装置と、
入力カラー映像の、互いに異なる映像特性を有している２つの領域間に位置し
ているエッジ（縁部）の位置を信号するエッジ位置信号手段で、映像表示装置に
結合されており、この映像表示装置も、エッジ位置の近傍において、入力カラー
映像の色飽和度と異なるように、出力カラー映像の色飽和度を局部的に変えるよ
うに構成されている、エッジ位置信号手段とを具えてなっている。
本発明はさらに表示映像形成方法に関するものであり、本方法は、
入力カラー映像を表わす入力映像信号を受信する工程と、
入力カラー映像内で、互いに相異なる映像特性を有する２つの領域間に位置し
ているエッジの位置を信号する工程と、
全体的には、入力カラー映像と同じ出力カラー映像を表示するが、前記エッジ
位置の近傍において、出力映像信号の色飽和度が局部的に入力映像に比し変化し
ている出力映像信号を出力する工程とを具えてなる。
この種システムは、ヨーロッパ特許出願第３２７１０７号により既知である。
この特許出願は、映像の鮮明度（シャープネス）を強化したカラー映像の表示に
関するものである。この場合において、出力カラー映像は、入力カラー映像と全
体では同じであるが、選択された位置の周辺のみを変化させる。従来技術におい
ては、空間技術による高域通過濾波器により、入力カラー映像の輝度（グレー）
成分より、強化係数を形成してこれを行っていた。この強化係数（エンハンスメ
ント・ファクター）を入力カラー映像に加算する。このため、異なる輝度成分を
有する２つの領域間のエッジの近傍では、エッジより見て“明”側の領域では、
比較的に色飽和度が小であり、局部的に明るくなり、又“暗”側の領域では比較
的に色飽和度が大となり、局部的に暗くなる。特に明確なエッジが存在しない入
力カラー映像の部分映像は変化されないままである。これによってエッジの輝度
成分強度が誇張され、より鮮明又は鮮鋭の印象が創出される。
本発明の目的は、人間の眼によって、より鮮鋭（シャープ）に観察されるよう
にカラー映像を表示するにある。この点で本発明は、背景又はテレビジョン映像
上にウインドウ（窓）を再生させ、このウインドウに制御目的で“オン・スクリ
ーン表示”を重畳させるか、２つの入力映像の“ピクチュア内ピクチュア”表示
を行うコンピュータ映像に特に顕著に応用できるが、一般の映像にも応用できる
。
本発明による映像表示システムは、エッジの両側において、出力映像の色飽和
度を入力カラー映像のそれよりも小とする如く映像表示装置を構成したことを特
徴とする。
このような手段をとることにより、エッジの近傍における鮮鋭度の認識がより
改善されることが判明した。人間の眼は、空間的な輝度の変化の識別に比し、空
間的な色の変化の識別には鮮鋭度が少なく感知するため、色飽和を減少させて、
色成分を輝度成分に比しより多く減衰させると、鮮鋭度の感知性を強化すること
ができる。
本発明による映像表示システムの実施例では、映像表示装置は、エッジの両側
において、色映像出力を制限し、輝度の陰に入るようにすることを特徴とする。
エッジの位置の近傍において、可視映像より色成分を取除くことによって、鮮鋭
度の認知性は最大となる。
エッジ位置よりの距離が大となるに従って、色飽和の減少が少なくなるように
すると好都合である。かくすると、出力映像が、入力映像の処理（プロセス）に
よって形成される場合、その処理を行ったことが明確には判らなくなる。ある一
定距離を超えると入力映像と出力映像とは同じとなる。
本発明は、表示される映像の色成分の解像度が輝度成分の解像度より低い方式
に適用するのに特に適している。殆どのテレビジョン方式はこれに該当する。こ
の場合、エッジに起因して生ずる色復号誤差も眼に感知されにくくなる。
本発明の実施例は、エッジ位置信号手段が、映像信号内のエッジを検出し、そ
の個所を測定するエッジ検出器を具えてなることを特徴とする。エッジ検出器を
用いるこれによって、映像特性が徐々に変化する場合に生ずる誤作動を防止する
ことができる。これにより、本システムは、テレビジョン信号の如く標準映像信
号に対して用いることができる。
本発明の実施例では、エッジ検出器がエッジの長さをチェックし、エッジが少
なくとも所定の長さを有している場合にのみエッジ位置を信号するか、あるいは
エッジに近接するゾーン内の２つの領域のうちの少なくとも１つにエッジが存し
ていないことをチェックし、エッジが存しない場合にのみエッジ位置を信号する
ことを特徴とする。エッジを最小長以上のものに限定し、かつ他のエッジの不存
在領域に接しているエッジのみに限定することにより、多くの小さなエッジを有
している領域（例えば個別に見分けることができる芝草の葉がある芝生等の領域
）、いわゆる“交織（テクスチュア）”領域での色の消滅を防ぐことができる。
このエッジの最小長の限定は、ノイズによる短エッジの色消滅も防止することが
できる。
本発明の実施例では、映像信号が、下側の下地映像と、これに重畳される映像
とを表わし、入力カラー映像は、下地映像が重畳映像によって置換された部分又
は複数の部分を除いて下地映像に対応し、さらにエッジ位置信号手段は、入力カ
ラー映像内で、下地映像が重畳映像に変化する場所はすべて信号するように構成
することを特徴とする。重畳映像を有している下地映像の例は、ウインドウ（窓
）が重畳されているコンピュータによる背景信号、又は制御の目的で“オン・ス
クリーン表示”映像が重畳されているテレビジョン映像、又は異なる映像源より
の“ピクチュア・イン・ピクチュア”映像である。これらの場合、映像の構成の
際に、下地映像と、重畳映像間のエッジがどこに位置しているか判明している。
本発明によると、このエッジの近傍は色飽和（濃度）が少なくなるようにして再
生される。
色飽和の減少は、エッジに沿った小さな領域に限定することができる。例えば
ウインドウの表示において、ウインドウの内容は殆どの場合通常のカラー濃度で
表示することができる。
本発明の実施例では、映像の色が、所定の背景色（バックグラウンド・カラー
）より他の色に変化する位置であればすべて、エッジ位置として信号するように
エッジ位置信号手段を構成することを特徴とする。背景の色（カラー）とは、例
えば、入力映像内の特定の色の後側の壁、又はサッカー場の芝生の如きものであ
る。このような場合、背景の色の前側の人物又は被写体の輪郭は、簡単にこれを
強調することができる。
本発明の実施例では、映像表示装置が、エッジ位置の近傍で、出力映像の輝度
を入力カラー映像の輝度よりも局部的に低下させることを特徴とする。
本発明の実施例は、エッジ位置の近傍の部分において、エッジと交差する個所
の輝度の転移部が入力カラー映像に比し、出力カラー映像において局部的に大と
なるように映像表示装置を構成する。
これらの２つの方法によって、エッジは誇張された輝度値で表示され、一方色
濃度は、より小さい値あるいは、全く色が欠如した状態で表示される。この場合
にも鮮鋭度の感知性が強調される。
本発明の方法は、エッジの両側において、出力映像の色濃度を、入力カラー映
像に比し局部的に低下させることを特徴とする。かくすることにより、出力映像
は、無線又はケーブル伝送により送信され、テレビジョン受像機で受信され表示
される。
上述したところ、並びにその他の本発明の特徴は、以下の実施例の説明より明
らかとなる。図において、
図１は、本発明の映像表示システムの第１実施例を示す。
図２は、映像の一部の映像成分を示す。
図３は、本発明の映像表示システムの第２実施例を示す。
図４は、本発明の他の特徴によるシステムに使用する映像表示装置を示す。
図５ａ及び５ｂは、映像の一部分（セクション）の他の映像成分を示す。
動作中において、入力１０は、時間従属信号の形態で、ライン・バイ・ライン
の映像内容を表わす映像信号を受信する。この信号は、遅延素子１２０によって
遅延させられてから色分離回路１２１に供給され、色分離回路１２１は、信号を
輝度（インテンシテイ）成分と、色成分（通常２つの信号より成る）とに分離す
る。この輝度成分は、映像制御ユニット回路１２２に直接供給され、一方色成分
は、可制御カラー減衰器１２６を経て映像制御回路１２２に供給される。映像制
御回路１２２は、表示スクリーン１２４に表示される映像が、表示スクリーン１
２４上の位置の関数として表示されるように表示スクリーン１２４を制御する。
図１は本発明による映像表示システムを示す。本システムは入力１０を有し、
この入力１０は映像表示装置１２に結合されている。映像表示装置１２の入力１
０は、遅延素子１２０を経て、色分離回路１２１に結合されている。色分離回路
１２１は、第１出力及び第２出力を有する。その第１出力は、映像制御回路（ユ
ニット）１２２に直接結合され、第２出力は、可制御カラー減衰器１２６を経て
、映像制御回路（ユニット）１２２に結合されている。映像制御回路（ユニット
）１２２は表示スクリーン１２４に結合されている。
本システムはさらに、エッジ（縁部）検出器１４を有していて、その入力は本
システムの入力１０に結合され、その出力は可制御カラー減衰器１２６の制御入
力に結合されている。
エッジ検出器１４は、入力１０より映像信号を受信し、映像信号のエッジを検
出する。この検出信号は映像信号内でエッジの生ずる瞬時を表わし、この瞬時は
映像信号に生じているエッジの位置を表わす。このエッジ検出器は、映像信号内
のエッジの発生を一定の遅延の後にのみ検出することができる。遅延素子１２０
は、この遅延を補償する働きをし、さらにこれは付加的遅延を導入し、可制御カ
ラー減衰器１２６の制御入力へのエッジの信号は、映像信号内のエッジより幾分
前に加わるようにする。このエッジ検出器１４は、一般の既知のエッジ検出器が
使用できる。例えば、フィリップス ジャーナル オブ リサーチ（Philips Jo
urnal of Research）46(1991)，pp57-94、ジエイ ベルンセン（J．Bernsen）の
、“An objective and subjective evaluation of edge detection methods in
images”の著作及びその参照文献中に援用のものを使用することができる。
色成分の振幅は、映像の色飽和度（濃度）を表わす。可制御カラー減衰器１２
６は、エッジ検出器１４によって信号されたエッジ位置の近くのこの振幅を減衰
させる。映像は、減衰器１２６の入力にライン・バイ・ライン（ライン毎）に到
来し、その１つのラインは信号されたエッジ位置を表わす。前記振幅をこのエッ
ジ位置の近くの個所で減衰させるため、色成分は、エッジ検出器１４がエッジを
示す信号を送出した瞬時より、このエッジが映像信号内で減衰器に到着した瞬時
より少し後の時間迄の時間間隔において減衰させる。この減衰は、時間の関数と
して徐々に増加してゆき、映像信号内のエッジが減衰器に到来する瞬時に最大と
なり、その後は減衰が再び徐々に減少する。このエッジ位置が存在するラインの
前後の１ライン又はそれ以上のラインにおいても色成分は減衰されるが、前記の
位置の存する関連のラインの減衰よりも少い減衰となる。
好適には、かかるエッジ位置が少くとも所定の長さの一部を形成する場合にの
み、あるいは、所定の寸法の領域において、エッジの少くとも一つの側において
、エッジ検出が生じない場合にのみエッジ位置を信号して、色飽和を減少させる
と良い。エッジを少くとも所定の長さに限定することによってノイズの増加を防
止することができる。エッジの存しない領域の近くのエッジを制限することによ
って、映像内の不均一の模様の領域の色の変化を防ぐことができる。例えば、エ
ッジ検出器１４内に、援用したジエイ・ベルンセンに記載の如く、ソフトウエア
にエッジ検出素子を設けるか、さらにこのような検出器による検出信号を映像メ
モリにトポグラフ（位相数学）的に記憶させることにより両者の制限を行うこと
ができる。
エッジが少くとも最小長を有しているか否かをチェックするため、例えば、あ
るエレメントのエッジ検出器がエッジを検出した位置の近傍にもエッジが検出さ
れていないかをチェックするため、このような近傍位置のチェックを連続的に反
復して行い、エッジの最小長が検出される迄これを行い、次でその位置を信号す
る。最小長に達する迄、近傍位置のエッジの存在が反復検出でも発見されないと
きは信号送出を省略する。代案として、既知のテンプレート照合（所定図形との
照合）技術によってもこの種チェックを行いうる。
あるエッジの近接個所に無検出領域が生じたか否かをチェックするためには、
エッジの方向を決定し、さらに、１例としてこの方向に平行に延びていて、かつ
エッジに直交する方向にエッジより数画素の位置にある矩形の領域を選定する。
この領域で検出の不存在をチェックし、検出が存しないときは、エッジの存在を
信号し、然らざるときは信号を送出しない。代案として、テンプレート照合技術
によってもこれを行うことができる。
ジエイ・ベルンセンの開示内容に記載されたエッジ検出機能に代えて、本エッ
ジ検出器１４は、背景／前景検出を行うことができる。これは例えば、入力映像
の色、あるいは強度値と、スレショールド値を設けた所定値との間のユークリッ
ド（Euclid）距離を比較することによって実現できる。両近傍位置を有するある
位置で、前記距離がスレショールド値を超え、さらに近傍位置において、前記距
離が前記スレショールド値以下の場合、この位置がエッジ位置である信号が送出
される。（近傍位置も、前記当該位置となりうる。）
図２は映像信号の種々の特徴を時間の関数として示すものである。この図はエ
ッジ位置が存している映像信号のラインに関するもので、次の各信号を示す：
映像信号の輝度（強度）成分３０；
映像信号の２つの色成分３２，３６；
エッジ位置を表わすエッジ表示信号３９。
この図には、さらに減衰プロフィル（波形）３０１も示してある。エッジは、
輝度成分３０内の輝度転移３１に対応する。この転移の到来の前には、エッジ表
示信号３９内の信号パルスが位置する。この信号パルスに応答して、２つの色成
分が臨時的に減衰される。減衰された色成分３４，３８は点線で示してある。転
移領域においては、暫定的に色成分は存在しない。エッジ位置が存在するこのラ
インに隣接する各ラインにおいても、色成分は同じように減衰されるが、エッジ
位置の存するラインより位置が離れるにつれてその減衰の程度は減少してゆく。
この減衰を生じさせる為に、エッジ位置の存するラインの各色成分には、例え
ば時間従属減衰波形３０１が重畳される。この減衰波形３０１の形状は、逆釣鐘
形状又は梯形形状であり、初め減衰は直線的に増加し、次で一定減衰となり、そ
の後直線的に減衰が減少する。標準のテレビジョン・モニタ（スクリーン当り６
２５ライン解像度）を使用する場合、この梯形形状の全体の長さは、例えば５画
素が一定レベルであり、その位置の前後に１画素を設けたものに対応する。
映像制御ユニット１２２及び表示スクリーン１２４は、これらの信号を可視映
像に変換する。その映像はエッジの近傍では色が存しない。この色消去は、１例
として、完全に行っているが、部分的（一部的）色消去の場合でも、鮮明度強化
効果は表われている。図１及び図２は、単に１例として輝度成分と、色成分の区
別を示したに過ぎない。本発明は他の形式の色情報表示、例えばＲＧＢ成分を有
するものについても適用しうること明らかである。
図３は、本発明による映像表示装置の第２実施例を示す。本装置の図１に示し
た装置との相違は、とくにエッジの信号態様についてである。図１と同じ部分は
同じ符号で示してある。
本システムは入力１０を有し、これは映像表示装置１２に結合されている。映
像表示装置１２の入力１０をマルチプレクサ１２８を通じてカラー分離ユニット
１２１に結合する。カラー分離ユニット１２１は第１及び第２出力を有する。第
１出力は映像制御ユニット１２２に直接結合され、一方第２出力は可制御カラー
減衰器１２６を通じて映像制御ユニット１２２に結合される。映像制御ユニット
１２２は表示スクリーン１２４に結合される。
入力１０はさらにアドレス発生器２０にも結合されている。このアドレス発生
器２０は２つの映像メモリ２２、２４のアドレス入力に結合されているアドレス
出力を有する。これらのメモリの１つのデータ出力はマルチプレクサ１２８を通
じて色分離ユニット１２１に結合される。第２メモリのデータ出力をマルチプレ
クサ１２８の制御入力及びカラー減衰器１２６の制御入力に結合する。
アドレス発生器２０は動作中映像信号より連続したアドレス値を形成し、その
各アドレスはアドレスを形成する瞬時における映像信号により表わされる位置に
対応する。このアドレスに応答してメモリ２２、２４より情報が読出される。一
方のメモリ（２２）よりの情報は入力の映像信号により表わされる下地映像を局
部的に置き換える重畳映像を表わす。第２メモリ（２４）よりの情報は重畳映像
で置き換える下地映像の位置を表示する。
一方のメモリ２２よりの情報は、例えば下地映像に重畳すべきウインドウ（窓
）をもった情報を表示するか或いはオン・スクリーン・表示情報を表す。
第２メモリ２４よりの情報は、マルチプレクサ１２８を制御し、入力１０に受
信する映像信号及び第１メモリ２２よりの信号を交互に通過させる。第２メモリ
２４よりの情報は更にカラー減衰器１２６を制御する作用を行い、これによって
色飽和を局部的に減少させる。これは図２において述べたと同様に、入力１０に
受信される情報信号と、第１メモリ２２よりの情報との間の交替の前及び後にお
いてこの色飽和の局部的減少を行う。
図４は本発明の他の特徴のシステムに対応して用いられる映像表示装置を示す
。本装置は図１及び図３に示す装置にほぼ対応し、これらの図面と同じ部分は同
じ番号で示してある。
図１及び図２との相違点は色分離ユニット２１の第１出力を映像制御ユニット
１２２に直接結合せずに、可制御輝度アダプタ６０を通じて結合することである
。この輝度アダプタ６０の制御入力を色減衰器１２６の制御入力に結合する。
動作中においてこの輝度アダプタ６０は、信号されたエッジ個所の近くの輝度
成分の制御を行う。
図５ａ及び５ｂは輝度成分３０の制御の有利な例を示す。図５ａにおいて制御
された輝度成分はエッジの近傍において局部的に０まで減少され、この値は色飽
和がエッジの近傍で減少される値よりも小である。出力映像内でこの部分は黒の
ラインの印象を創り出し、エッジを強調する。
より高い最高の強度を有する側のエッジの側方において図５ｂは制御（アダプ
ト）された輝度成分５０が徐々に値を大とし、この値はエッジに近接するに従っ
て初めの映像信号内の値よりも大となる。輝度が小さい方のエッジの側方におい
ては調整された輝度成分５０はエッジに近づくに従って原の映像信号におけるよ
りもその強度が小となる。出力映像においてこれはエッジがより鋭くなったよう
なエッジを誇張した印象を創り出す。
本発明は独立したカラー映像、例えばテレビジョン／コンピュータ モニタ上
の表示画面或いはプリンタ上の画面について説明をしたが、本発明は一連の相異
なるカラー映像により表わされる色映像に対しも使用し得ること明らかである。
移動映像においては人工的な印象が生じ易く、場合によってはエッジの強調によ
り創設される印象が不明瞭であることが多いため、この点は極めて有利である。
本発明は映像の精鋭度を自動的に誇張すべき場合に常に有利に使用でき、例え
ばコンピュータ方式、テレビジョン方式、カメラ、映像プリンタ或いはビデオ・
オン・デマンド センタの如く映像信号の分配センター等で使用することが可能
である。