JPS59221078A - 画像信号輪郭補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、テレビジョンカメラ出力等の画像信号の高域
特性を補償して画像の輪郭を補正する画像信号輪郭補正
方式に関し、特に、画像信＠をディジタル処理して輪郭
補正を施してもアナログ・ディジタル変換に基づく画質
劣化が生じないようにしたものである。

従来技術 従来のこの種画像信号輪郭補正方式は、専ら、アナログ
画像信号について輪郭補正の信号処理を施していたが、
画像信号のディジタル処理を行なう場合にも、画像信号
にアナログ・ディジタル変換を施して輪郭補正をした後
に、いわゆるガンマ補正を施していた。すなわち、従来
の画像信号のディジタル処理においては、アナログ・デ
ィジタル斐換器の量子化レベルの段数が有限であるため
に、画像信号にアナログ・ディジタル変換を施し、たデ
ィジタル画像信号に輪郭ブ夾曳木増幅補正を施、シた後
に、プロセス増幅器においてガンマ補正の非線形信号レ
ベル処理を施すことにより、画像信号の低レベル品、す
なわち、暗部の階調特性が粗くなり、画質劣化が生ずる
、という欠点があった。

発明の要点 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、画像信
号に予めガンマ補正のための非線形信号レベル処理を＋
４した後にアナログ・ディジタル変換を行なっても、画
質劣化を生ずることがないようにして画像信号に輪郭補
正を施し、画像信号ディジタル処理の利点を活かした画
像信号輪郭補正方式を提供することにある。

すなわち、本発明画像信号輪郭補正方式は、人力アナロ
グ画１象信号をディジタル画像信号に変換するアナログ
・ディジタル変換器と、前記ディジタル画像信号を所定
周期の時間ずつ順次に遅延させるα数個の遅延回路、そ
れらα数個の遅延回路の各遅延出力画像信号の信号レベ
ルにそれぞれ所定の係数を乗するα数個のレベル補正手
段および各レベル補正出力を順次に加算する複数個の加
算器を備えてなる輪郭補正器により輪郭補正信号を形戎
するにあたり、前記入力アナログ画像信号の高レベル部
を圧縮するガンマ補正を顧した後に、ディジタル画像信
号に変換するとともに、前記複数個のレベル補正手段に
おいて前記ガンマ補正と逆方向のレベル補正を施して信
号処理するようにしたことを特徴とするものである。

実施例 以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

まず、アナログ画像信号に対し、垂直方向の輪郭補正を
施す場合には、輪郭補正の信号処理を施した後に、ガン
マ補正の非直線信号レベル処理を睡すようにした従来の
画像信号輪郭補正装置ａの構成を第１図に示す。図示の
従来構成においては、まず、テレビジョンカメラｌから
の撮像出力画像信号な、■水平走査期間遅延回路２およ
び８に順次１に供給して、１水平走査期間ずつ遅延させ
る。かかる直列接続遅延回路？、３の入力点Ａおよび出
。

力点Ｃの画像信号を加算器傷により加算し、そのフＪロ
算出力信号を係数器５に供給して係数（−７）を乗算し
、極性を反転させるとともに信号振幅を半減させる。つ
いで、この係数器５の出力信号と上述した直列接続遅延
回路２．３の中間点Ｂの画像信号とを加算器６により加
算すると、その加算器６の出力点りにて輪郭補正信号成
分が得られるＤこの輪郭補正信号成分を、その信号振幅
を利得調整器７により適切に調整したうえで、刀ｕ算器
８に導き、上述した直列接続遅延回路２，８の中間点Ｂ
の１水平走査期間遅延画像信号に加算して、輪郭補正し
た出力画像信号を形成し、しかる後に・その輪郭補正し
た出力画像信号をガンマ補正回路９に導いて信号振幅の
非直線補正を施す。

上述した第１図示の従来構成と対比して、本発Ｍ信号輪
郭補正装置の構成例を第２図に示す。

図示の構成例においては、テレビジョンカメラ１０゛か
らの撮像出力アナログ画像信号を、まず、ガンマ補正回
路２５によって非線形の信号レベル処理を施した後に、
帯域制限用低域通過フィルタ１１を介し、アナログ・デ
ィジタル変換器１２に供給して、輪郭補正を施すに先立
ぢ、ディジタル画像信号に変換する。ついで、そのディ
ジタル画像信号を、第１図示の従来構成におけると同様
に、１水平走査期間遅延回路１８および１４に順次に供
給して、１水平走査期間ずつ遅延させる。かかる直列接
続遅延回路１’ｌ　、１４１の入力点Ｄ、中間点Ｅ５出
力点Ｆのディジタル画像信号を、各係数器１５．１６．
１７にそれぞれ供給して、それぞれ所要の係数値、例え
ば係数値（−Ｈ）、係数値（１）、係数値（−−Ｈ）を
それぞれ乗算する。ついで、係数器１５．１６の出力信
号を加算器１８にて加算するとともに、その加算器１８
の加算出力信号と係数器１７の出力信号とを加算Ｗ；　
１９にて加算し、その加算器１９の出方点Ｇにて輪郭補
正ディジタル画像信号成分が得られる。ついで、輪郭補
正出力ディジタル画像信号成分をオーバフロー・アンダ
ーフロー処理回路２０に供給して、所定のレベル範囲を
超えた信号成分をクリップして除去したのち、利得調整
器ｚ１に供給して信号振幅を適切に調整したうえで、加
算器２２に供給し、上述した直列接続遅延回路１８．１
４の中間点Ｅからの１水平走査期間遅延ディジタル画像
信号成分に加算し、その加算合成出力信号をディジタル
・アナログ変換器２３に供給して輪郭補正出力アナログ
画像信号を形成し、補間用低域通過フィルタ２４を介し
て取出す。

以上の説明から判るように、従来装置においては、輪郭
補正を施した後に、ガンマ補正を施すことになるのに対
し、本発明装置においては、輪郭補正を施す前に撮像出
力アナログ画像信号にガンマ補正を施した後に、ディジ
タル画像信号に変換し、ディジタル信号処理技術の利点
を巧みに利用して輪郭補正を施すように構成しであるの
で、っぎに述べるように従来の欠点を除去した顕著な効
果が得られることになる。

すなわち、まず、アナログ・ディジタル変換器において
得られるディジタル画像信号のビット数には実用上の限
度があり、画像信号処理用変換器として１０ビツト構成
のものは実現が困難であり、一般に８ビツト構成が実用
上の限度とされている。

しかしながら、８ビツト構成の画像信号に対して信号レ
ベルの非直線処理を施すと、高レベル領域を圧縮するガ
ンマ補正の場合には低レベルの低輝度領域における信号
レベルの量子化が粗くなり、画質が劣化する。したがっ
て、本発明装置においては、カメラ撮像出力画像信号に
ガンマ補正を施したアナログ画像信号を本線画像情報信
号とする。

第２図に太線にて示した本ｍ系においては、一旦ガンマ
補正を施した画像信号が通るので、改めて非線形画像信
号処理は施さず、単純にアナログ・ディジタル変換およ
びディジタル・アナログ再変換のみを行ない、後述する
ように逆ガンマ補正を伴う輪郭補正は傍系の補正系にお
いてのみ行なう６その結果、８ビツト構成のディジタル
画像信号はそのｔまアナログ画像信号に再変換されるの
で、画質劣化は全く生じない。

つぎに、補正系において線形構成にしたままの状態にて
輪郭補正信号成分を取出すと、入力アナログ画像信号と
してガンマ補正の非線形処理を施したアナログ画像信号
を用いているので、低レベルの低輝度領域の画像信号成
分が強調されており、その部分に混入するノイズに対し
て、高レベルの部分より大きい輪郭補正信号が形成され
、その結果その部分のノイズが強調される。

したがって、低レベルの低輝度領域における信号対ノイ
ズ比が劣化することになる。一方、高レベル部の＠郭袖
正信号が小さくなり、高レベル部の画像の輪郭が強調さ
れないことになる。かかる画質の劣化を避けるために、
本発明装置においては、輪郭補正に用いるための係数器
をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）もしくはリードオ
ンリメモＩＪ（ＲＯＭ）等の記憶素子をもって構成し、
ガンマ補正の逆補正をする。すなわち、係数器を構成す
る記憶素子に所要範囲の全域に亘るデータを勇め記憶さ
せておき、入力信号をアドレスとしてその入力信号に対
応するデータを読出す、いわゆるテーブル・ルックアッ
プ方式によって「所定係数×変数」の乗算処理を実行さ
せることによって、逆ガンマ補正の信号処理を行なう。

したがって、かかる構成の係数器によれば、逆ガンマ補
正の非線形信号処理と輪郭補正の係数値乗算とをテーブ
ル・ルックアンプ方式によって同時に行なうことができ
、その結果、低輝度領域における信号対ノイズ比の劣化
を伴うことなく、良好な輪郭補正信号成分を得ることが
できる。

また、輪郭補正信号成分の信号振幅を所要値に調整する
利得調整器もランダムアクセスメモリもしくはリードオ
ンリメモリをもって構成し、信号対ノイズ比の劣化をさ
らに抑えるためのコアリング等の非線形信号処理を利得
調整と同時に行なうことができ、その結果、一層性能を
改善した輪郭補正画像信号成分を得ることができる。

なお、ディジタル処理系にてコアリング処理を行なうと
、アナログ処理系におけるコアリング処１理にする場合
に比して、格段に安定な信号処理を行なうことができる
。

効　　　果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、非直
線補正を施した撮像出力画像信号を画像情報として伝送
する本１１ＩＡＭにおいては画像信号の線形処理のみを
行ない、ガンマ補正の非線形処理を施したアナログ画像
信号を単にディジタル化した後にそのままアナログ画像
信号に再変換するので、本線系のディジタル処理におけ
る量子化精度を、入力側アナログ・ディジタル変換器が
有する量子化精度に保ったままにてアナログ画像信号に
再変換することができ、等何重なビット数の低減による
画質劣化を伴うことなく良好な画質の輪郭補正を画像信
号に施すことができる。

また、上述の本線形に傍系として付加した補正系におい
ては、輪郭補正のための係数器により逆ガンマ補正のた
めの非線形画像処理を輪郭補正のだめの係数乗算処理と
同時に行なうのであるから、低輝度領域における信号対
ノイズ比の劣化と高輝度領域の輪郭補正の不足を伴うこ
となく、良好な画質の輪郭補正画像信号成分を得ること
ができる。

さらに、１水平走査周期遅延回路については、従来装置
のアナログ信号処理系では超音波遅延線を使用するので
、温度変化による遅延時間の変動やスプリアス成分によ
るゴーストの発生などの不安定要素を除去することが極
めて困難であるのに対し、本発明装置のディジタル信号
処理系では極めて安定に動作するシフトレジスタ等を使
用するので、極めて優れた総合特性を有する輪郭補正方
式を実現することができる。

なお、以上の説明においては、専ら、垂直方向の輪郭補
正信号成分を形成する場合に１水平走査期間遅延回路を
使用する例について本発明装置を説明して来たが、この
例に限ることなく、水平方向の輪郭補正画像信号成分を
形成する場合にクロック周期単位の遅延回路を使用した
ときにも、上述したと同様の作用効果を得ることができ
、さらに、斜方向の輪郭補正を画像信号に施す場合につ
いても同様の構成により同様の作用効果を得ることがで
きる。

さらに、逆ガンマ補正に用いる非線形特性については、
テレビジョンカメラ撮像出力画像信号のガンマ特性から
意図的に適切にずらした非線形特性を用いることができ
、種々検討した結果によれば、撮像出力画像信号のガン
マ特性に対して正確に逆の非線形特性より少し小さい値
の逆ガンマ特性を用いた方が、一層良好な画質改善を行
ない得ることが明らかになった。

また、輪郭補正用係数器の特性曲線を逆ガンマ特性曲線
とは大幅にがけ離れた非線形曲線とすることにより、特
殊な画像効果を得ることもでき、例えは、画面の高輝度
領域のみに対して輪郭補正を施すようにすることもでき
る。

なお、本発明装置における傍系の補正系は、画像のエツ
ジ部に対応する画像信号成分を抽出するものであるから
、ががるエツジ部画像信号成分を必要とする回路装置に
本発明によるかかる信号補正系を用いれば、信号対ノイ
ズ比の優れたエツジ部間像信号成分をディジタル信号処
理系によって取出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像信号輪郭補正装置の構成を示すブロ
ック図・ 第２図は本発明による画像信号輪郭補正装置の榴成例を
示すブロック線図である。 １．１０・・・テレビジョンカメラ ２　、８　、１８　？　１４・・・１水平走査期間遅延
回路４　、６　、８　、１８　、１９　、２２・・・加
算器５　、１５　、１６　、１７・・・係数器７．２１
・・・利得調整器　　　　９，２５・・・ガンマ補正回
路１１．２４・・・低域通過フィルタ １２・・・アナログ・ディジタル変換器２０・・・オー
バフロー・アンダフロー処理回路２８・・・ディジタル
・アナログ変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　人力アナログ画像信号をディジタル画像信号に変換
   するアナログ・ディジタル変換゛器と一前記デイジタル
   画像信号を所定周期の時間ずつ順次に遅延させる榎数個
   の遅延回路、それら複数個の遅延回路の各遅延出力画像
   信号の信号レベルにそれぞれ所定の係数を乗する複数個
   のレベル補正手段および各レベル補正出力を順次に加算
   する複数個の〃口算器を備えてなる輪郭補正器により輪
   郭補正１Ｇ＠を形成するにあたり、前記入力アナログ画
   像信号の高レベル部な圧縮するガンマ補正を施した後に
   、ディジタル画像信号に変換するとともに、前記複数個
   のレベル補正手段において前記ガンマ補正と逆方向のレ
   ベル補正を施して信号処理するようにしたことを特徴と
   する画像信号輪郭補正方式。