JPH11514823A - 鮮鋭度制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ビデオ信号（Ｙ_in）の品質を改善する方法において、このビデオ信号（Ｙ_in）の１次微分の絶対値（ＳＴ）を得（５１〜５９）、このビデオ信号（Ｙ_in）の１次微分の絶対値（ＳＴ）に応じてビデオ信号（Ｙ_in）を処理する（５３〜５７，６１〜６９）。

Description

【発明の詳細な説明】 鮮鋭度制御 本発明は、鮮鋭度制御を達成する方法及び装置と、このような鮮鋭度制御を有 するディスプレイ装置とに関するものである。 通常の輝度（ルミナンス）トランジェント改善回路では、入力サンプル及び複 数の遅延した入力サンプルの最小値及び最大値が得られる。中央の遅延入力サン プルと、最小値と、最大値とのいずれを出力させるかは選択回路が決定している 。この選択回路は入力信号の２次微分を得る。この２次微分が明らかに負である 場合、最大値が出力され、この２次微分が明らかに正である場合、最小値が出力 される。この２次微分がほぼ零である場合には、中央の遅延入力サンプルが出力 される。しかし、これにより得られるステップ信号が、種々のシーンを表示する テレビジョンスクリーンに上で知覚されると、頭髪、草、葉等の微細なディテー ルが極めて不自然となる欠点がある。これは写真の微細なディテールを切取って のり付けしたかのように見え、その結果、切取られてのり付けされたトランジェ ント部でアーティファクトが明瞭に見えるようになってしまう。 テレビジョン受信機やビデオカメラに用いられており、ラプラシアン(Laplaci an)フィルタを有する通常のピーキング回路では、幾分急峻なステップでオーバ シュートやアンダシュートが生じる。このような誇張された“イアー(ears)”の 知覚は鮮鋭な画像を再生する着想と相反する。 本発明の目的は特に、鮮鋭度制御を改善することにある。この目的のために、 本発明の第１の観点によれば、請求の範囲１に記載のビデオ信号品質改善方法を 提供する。本発明の第２の観点によれば、請求の範囲４に記載のビデオ信号品質 改善装置を提供する。本発明の第３の観点によれば、請求の範囲５に記載のディ スプレイ装置を提供する。本発明の第４の観点によれば、請求の範囲６に記載の カメラを提供する。有利な実施例は請求の範囲の従属項に記載してある。 本発明によるビデオ信号品質改善方法では、ビデオ信号の１次微分の絶対値を 得、このビデオ信号の１次微分の絶対値に応じてビデオ信号を処理する。 本発明の観点の１つは、微細なシーンディテールにおけるアーティファクトを 回避するために、ステップの改善は低周波信号振幅が小さくなるにつれて比例さ せて零まで減少させ、高周波に対しては零とする必要があるという認識に基づく ものである。換言すれば、ステップの改善は低周波信号の振幅が大きくなるにつ れて比例させて有効となるようにする必要がある。これは、一例では、ステップ トランジェント検出信号を得、このステップトランジェント検出信号を用いるこ とにより、輝度トランジェント改善信号と高域信号（信号の高周波部分）との間 でフェージングを行なう。本発明の他の観点では、ビデオ信号中のステップが大 きい場合にオーバシュートやアンダシュートを制御し、完全な輪郭強調（ピーキ ング）を行なうのを防止する。 本発明の上述した及びその他の特徴は以下の実施例の説明から明らかとなるで あろう。 図１Ａ〜１Ｃは、本発明によりステップトランジェント検出信号を形成する一 実施例を示し、 図２Ａ〜２Ｄはステップトランジェント検出信号を利用する鮮鋭度制御方法を 示し、 図３Ａ及び３Ｂは、最大値−最小値回路及びその動作方法を示し、 図４Ａ〜４Ｃは、本発明による輪郭強調回路の動作を説明するための線図であ り、 図５は、本発明によるステップトランジェント制御される鮮鋭度改善回路の一 実施例を示すブロック線図であり、 図６は、図５の回路を有する本発明によるディスプレイ装置の一実施例を示す ブロック線図であり、 図７は、本発明によるカメラの一実施例を示すブロック線図である。 大きな低周波信号での比例制御は、出力として絶対信号振幅を生じるエッジ検 出器によって行なうことができる。この検出器はステップトランジェント検出器 と称される。図１Ａ〜１Ｃは、５つのタップを有する遅延線１，３，５，７と、 マルチプライヤ９，１１，（無），１３，１５とを用い、これらマルチプライヤ のタップ係数を−１，−１，０，＋１，＋１として入力輝度信号Ｙ_inの１次微分 を得るようにしたステップトランジェント検出信号ＳＴの形成方法を示す。この １次微分の絶対値（絶対値回路１７により得る）をフルスケールの信号振幅で割 ることにより、ステップトランジェント検出信号ＳＴを１に正規化する（図示せ ず）。図１Ａは、入力輝度信号の増大エッジ及び減少エッジにおいて遅延線の中 央タップに得られる輝度信号Ｙ_cを示し、図１Ｂは、得られるステップトランジ ェント検出信号ＳＴを示し、図１Ｃは、このステップトランジェント検出信号Ｓ Ｔを得る回路の一実施例を示す。 極性に依存しないこのステップトランジェント検出信号ＳＴはフェーダ回路６ ３（図５に示す）に供給され、このフェーダ回路は、ステップトランジェント検 出信号ＳＴに応じて輝度トランジェント改善信号Ｙ_ltiと遅延線１，３，５，７ の中央タップにおける輝度信号Ｙ_cとの間でレベル制御を行なう。このフェーダ 回路の出力信号は Ｙ_sif＝ＳＴ・Ｙ_lti＋(１−ＳＴ)・Ｙ_c で表わされる。図２Ａでは、細線が−２≦ｎ≦＋２にした遅延線１，３，５，７ の５つのタップにおける輝度信号Ｙ_c+nを示す。太線は、輝度信号Ｙ_c+nの２次微 分Ｔ″が明らかに負となるこの輝度信号の最小値Ｙ_minと、輝度信号Ｙ_c+nの２次 微分Ｙ″が零になる中央タップ信号Ｙ_cと、輝度信号Ｙ_c+nの２次微分信号Ｙ″が 明らかに正となるこの輝度信号の最大値Ｙ_maxとの合計である輝度トランジェン ト改善信号Ｙ_ltiを示す。図２Ｂは、フェーダ回路６３の出力信号Ｙ_sifを示す。 図２Ｃは、輝度信号の２次微分Ｙ″を示す。図２Ｄは、ステップトランジェント 検出信号ＳＴを示す。 図３Ａ及び３Ｂは、タップ信号Ｙ_c+nから最小値Ｙ_min及び最大値Ｙ_maxを得る 回路と、このような最小値−最大値回路の動作方法とを示す。５個のＰＮＰトラ ンジスタＰＮＰ_-2〜ＰＮＰ₊₂のベース端子が遅延線１，３，５，７の５つのタッ プにそれぞれ接続されており、最小値Ｙ_minはこれら５個のＰＮＰトランジスタ ＰＮＰ_-2〜ＰＮＰ₊₂の相互接続エミッタ端子から得ることができる。又、５個の ＮＰＮトランジスタＮＰＮ_-2〜ＮＰＮ₊₂のベース端子が遅延線１，３，５，７の ５つのタップにそれぞれ接続されており、最大値Ｙ_maxはこれら５個のＮＰＮト ランジスタＮＰＮ_-2〜ＮＰＮ₊₂の相互接続エミッタ端子から得ることができる。 本発明の他の観点は、ステップトランジェント検出信号を上述したことに加え 又はこれに代えてピーキングフィルタのピーキングオーバシュートを制御するの に用いることができる。ラプラシアンピーキングフィルタの周知の欠点は、ステ ップが幾分急峻になるとあまりにも多量のオーバシュートが生じ、これにより十 分可視的な強調された“イアー(ears)”を生ぜしめるということである。このこ とは、正のステップの前であまりにも暗くなりすぎ、正のステップの後であまり にも明るくなりすぎるとともに、負に向かうステップではこれとは逆になるとい うことを意味する。このオーバシュートを生じないようにするために、ステップ トランジェント検出信号を供給してピーキングフィルタのオーバシュートを減少 させるようにすることができる。そのアルゴリズムは Ｙ_peak＝（１−ＳＴ）・ｃｏｎｔ である。ここに、ｃｏｎｔは輪郭信号であり、Ｙ_peakはピーキングフィルタの補 正された出力信号である。図４Ａ〜４Ｃは、このようなオーバシュートの減少結 果を示す。図４Ｃは１−ＳＴを示す。図４Ｂは太実線で輪郭信号ｃｏｎｔを示し 、短破線（点線）で補正された輪郭信号（１−ＳＴ）・ｃｏｎｔを示している。 図４Ａは太実線で中央タップ信号Ｙ_cを示し、長破線で中央タップ信号Ｙ_cと補正 されていない輪郭信号との合計を示し、短破線で補正されたピーキング輝度信号 Ｙ_c＋（１−ＳＴ）・ｃｏｎｔを示す。 図５は、完全なステップトランジェント制御鮮鋭度回路の好適実施例を示す。 入力輝度信号Ｙ_inは、４つの遅延セル１，３，５，７を有する遅延ブロック５１ に供給される。中央タップ信号Ｙ_cはＹ_c＆Ｙ_ltiフェーダ回路６３に供給される 。遅延ブロック５１からの５つのタップ信号はすべて最小値−最大値回路５３に 供給されて、図３につき説明したように信号Ｙ_min及びＹ_maxを得る。遅延ブロッ ク５１からの５つのタップ信号は選択回路５５にも供給されて、輝度信号の２次 微分Ｙ″に依存して選択信号ｓｅｌを得、この選択信号により、輝度トランジェ ント改善信号Ｙ_ltiが図２Ａにつき説明したようにして生ぜしめられように輝度 トランジェント改善回路５７を制御する。又、遅延ブロック５１からの５つのタ ップ信号は輪郭フィルタ６５にも供給されて図４Ｂに示すような輪郭信号ｃｏｎ ｔを得るとともに、ステップトランジェント検出回路５９にも供給されて図１ Ｃにつき説明したようにステップトランジェント検出信号ＳＴを得る。回路６６ はステップトランジェント検出信号ＳＴから（１−ＳＴ）を計算し、その結果を マルチプライヤ６７に供給して信号ｃｏｎｔ・（１−ＳＴ）を得る。ステップト ランジェント検出信号ＳＴはプロセッサ６１にも供給されて信号ＳＴ及び（１− ＳＴ）の双方をフェーダ回路６３に供給する。フェーダ回路６３及びマルチプラ イヤ６７の出力信号は加算器６９に供給されて鮮鋭化された出力輝度信号Ｙ_out を得る。 図５の実施例は本発明の以下の好適な特徴を有する。 − 入力信号の１次微分を取出す手段を有するステップトランジェント検出器 及びこれに続く絶対値回路。 − 中央タップ信号Ｙ_cに対し相補を成す輝度トランジェント改善信号Ｙ_ltiを フェージングすることによるこの輝度トランジェント改善信号のステップトラン ジェント検出信号依存制御。 − ステップトランジェント制御されたピーキングを得るための、輪郭信号と （１−ＳＴ）との乗算。 好適実施例では、輝度トランジェント改善とピーキングとの双方をステップト ランジェント検出信号に依存して行なうも、本発明は、輝度トランジェントの改 善のみを、或いはピーキング又はその他のあるトランジェント検出信号に依存す る画像強調のみを達成する分野にも関するものである。 図５のステップトランジェント制御鮮鋭度回路は、図６に示すようにディスプ レイ装置に適用するのが好ましいし。このディスプレイ装置は、アンテナＡから テレビジョン信号を受けるチューナ７１と、このチューナ７１から受けるビデオ 信号に関する通常のあらゆるビデオ処理動作を実行するビデオプロセッサ７３と 、図５の回路（Ｆig．５）と、この図５の回路からの出力輝度信号Ｙ_outをディ スプレイユニットＤに表示するのに適したものとする出力増幅器ブロック７５と を有する。 図７は、本発明によるカメラの一実施例を示す。画像はセンサＳによりピック アップされ、ビデオプロセッサＶＰにより処理される。ステップトランジェント 制御ピーキングプロセッサＰは図５の素子５１，５９及び６５〜６７を有する。 出力増幅器ＯＡはピーキングプロセッサＰの出力信号を増幅してカメラ出力信号 を出力端Ｏに生ぜしめる。 ステップトランジェント検出信号により制御される輝度トランジェントの改善 及び輪郭強調の利点は以下の通りである。輝度トランジェントの改善はシーン中 の大きなステップで比例して達成され、頭髪、草、葉等のようなシーンの細かい ディテールに対しては行なわれない為に、自然に見える輝度トランジェントの改 善機能が得られる。このように輝度トランジェントの改善を場合に応じ行なわな いことが、ステップトランジェント検出信号により制御される輝度トランジェン トの改善の最も重要な目的である。その理由は、この場合、極めて不自然に見え るディティールが回避される為である。更に、小さなステップトランジェント検 出信号でディテールが強調され、一層疎なディテールに対応する大きなステップ トランジェント検出信号ではディテールが低減される為に、平均したディテール の強調が達成される。更に、このステップトランジェント検出信号によるディテ ールの低減化が、大きな正の及び大きな負のピーク振幅に対する極めて良好なリ ミッタとして作用する為、オーバシュートやアンダシュートを回避する。 本発明は上述した実施例に限定されず、幾多の変更を加えうること勿論である 。又、請求の範囲に示す括弧付符号は請求の範囲をこれらに限定するものではな い。本発明は、複数の個別の素子を有するハードウェアや、適切にプログラミン グしたコンピュータにより実施することができる。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年４月２８日 【補正内容】 【図５】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ビデオ信号（Ｙ_in）の品質を改善するに当たり、このビデオ信号（Ｙ_in）の １次微分を得る工程（１〜１５）と、 このビデオ信号（Ｙ_in）の前記１次微分の絶対値（ＳＴ）を得る工程（１７ ）と、 このビデオ信号（Ｙ_in）の前記１次微分の前記絶対値（ＳＴ）に応じてこの ビデオ信号（Ｙ_in）を処理する工程（５３〜５７，６１〜６９）と を行なうことを特徴とするビデオ信号品質改善方法。 ２．請求の範囲１に記載のビデオ信号品質改善方法において、前記処理工程（５ ３〜５７，６１〜６９）が、 前記ビデオ信号（Ｙ_in）から輝度トランジェント改善信号（Ｙ_lti）を得る 工程（５３〜５７）と、 前記ビデオ信号（Ｙ_in）の前記１次微分の前記絶対値（ＳＴ）に依存して、 前記ビデオ信号（Ｙ_c）に対し相補を成す前記輝度トランジェント改善信号（Ｙ_{l ti} ）をフェージングする工程（６１，６３）と を具えていることを特徴とするビデオ信号品質改善方法。 ３．請求の範囲１に記載のビデオ信号品質改善方法において、前記処理工程（５ ３〜５７，６１〜６９）が、 前記ビデオ信号（Ｙ_in）から輪郭信号(cont)を取出す工程（６５）と、 前記ビデオ信号（Ｙ_in）の前記１次微分の前記絶対値（ＳＴ）に依存する乗 数を前記輪郭信号(cont)に乗じる工程（６７）とを有していることを特徴とする ビデオ信号品質改善方法。 ４．ビデオ信号品質改善装置において、 ビデオ信号（Ｙ_in）の１次微分を得る手段（１〜１５）と、 このビデオ信号（Ｙ_in）の前記１次微分の絶対値（ＳＴ）を得る手段（１７ ）と、 このビデオ信号（Ｙ_in）の前記１次微分の前記絶対値（ＳＴ）に応じてこの ビテオ信号（Ｙ_in）を処理する手段（５３〜５７，６１〜６９）と を有することを特徴とするビデオ信号品質改善装置。 ５．ビデオ信号を表示するディスプレイ装置において、このディスプレイ装置が 、 ビデオ信号を受信して処理する手段（Ａ，７１，７３）と、 請求の範囲４に記載のビデオ信号品質改善装置と、 このビデオ信号品質改善装置の出力信号を表示する手段（Ｄ）と を具えていることを特徴とするディスプレイ装置。 ６．画像をピックアップしてビデオ信号を生ぜしめるセンサ（Ｓ）と、 請求の範囲４に記載のビデオ信号品質改善装置（Ｐ）と、 このビデオ信号品質改善装置の出力信号を供給する手段（ＯＡ）と を具えていることを特徴とするカメラ。